charpente metallique du lycee st‐benoît iv

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PROJET DE FIN D’ETUDES CHARPENTE METALLIQUE DU LYCEE ST‐BENOÎT IV ETUDE, CONCEPTION ET SUIVI DE L’AFFAIRE LE PORT, Ile de la Réunion Auteur : LINDNER Philippe Elève ingénieur de 5ème année Tuteur Entreprise : BROSSARD Stéphane Directeur général, CMOI Tuteur INSA : DUQUESNAY Pierre Juin 2009
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INSA Strasbourg, Spécialité Génie civil
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REMERCIEMENTS
Je souhaiterais remercier Louis PINGARD, PDG de CMOI et des entreprises
partenaires, Stéphane BROSSARD, mon maître de stage et Directeur général de CMOI,
Stéphane VILLALONGA pour son étroite collaboration, ainsi que l’ensemble des employés,
de m’avoir accueilli aussi chaleureusement et de m’avoir guidé tout au long de mon projet de
fin d’études. Par ailleurs, je souhaiterais également remercier Pierre DUQUESNAY, mon
professeur superviseur de l’INSA de Strasbourg, pour son suivi tout au long de ce passage en
entreprise.
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Philippe
SOMMAIRE
Introduction ................................................................................................................................. 7
1. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ............................................................................ 8 1.1. Domaine d’activité et produits réalisés ........................................................................ 8 1.2. Localisation géographique............................................................................................ 8 1.3. Historique ..................................................................................................................... 8
2. ORGANISATION GENRALE ET POLITIQUE DE L’ENTREPRISE .......................... 10 2.1. Organisation interne et management .......................................................................... 10 2.2. Statut de l’entreprise ................................................................................................... 11 2.3. Organigramme et effectif............................................................................................ 11 2.4. Finances - Gestion commerciale - Communication ................................................... 12 2.4.1. Chiffre d’affaire et capital. .................................................................................. 12 2.4.2. Politique commerciale et communication ........................................................... 12 2.5. Les marchés ................................................................................................................ 13 2.6. La politique qualité ..................................................................................................... 14 2.7. Contrainte liée à la localisation .................................................................................. 16 2.8. Pourquoi utiliser l’acier ? ........................................................................................... 16
3. PRESENTATION SOMMAIRE DE L’AFFAIRE : LYCEE ST-BENOIT IV ................ 17 3.1. Objectifs et localisation .............................................................................................. 17 3.2. Attribution de l’affaire – Budget – Historique de la négociation ............................... 19 3.3. Les intervenants, rôle de CMOI et organisation de l’affaire ...................................... 19 3.3.1. Les intervenants................................................................................................... 19 3.3.2. Les intervenants du lot 3 GTOI ........................................................................... 21 3.3.3. Organisation ........................................................................................................ 21 3.4. Objectifs et organisation personnelle ......................................................................... 21 3.4.1. Objectifs .............................................................................................................. 21 3.4.2. Planning............................................................................................................... 22
4. CONCEPTION ET CALCULS DES OUVRAGES ......................................................... 23 4.1. Objectifs...................................................................................................................... 23 4.2. Architecture et principe général de l’ensemble des bâtiments ................................... 23 4.3. Principes et singularités des bâtiments ....................................................................... 25 4.3.1. Bâtiment A .......................................................................................................... 26 4.3.2. Bâtiment B, C, D, E, F ........................................................................................ 27 4.3.3. Bâtiment J............................................................................................................ 29 4.3.4. Bâtiment I et H .................................................................................................... 31 4.3.5. Bâtiment G .......................................................................................................... 32 4.3.6. Bâtiment K ......................................................................................................... 32 4.4. Conception, calculs et dimensionnement des portiques du bâtiment A ..................... 32 4.4.1. Règlements utilisés.............................................................................................. 32 4.4.2. Philosophie du bâtiment ...................................................................................... 33 4.4.3. Détermination des charges .................................................................................. 33 5
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Philippe
4.4.4. Combinaison des cas de charges ......................................................................... 35 4.4.5. Sollicitations ........................................................................................................ 35 4.4.6. Dimensionnement ............................................................................................... 36 4.5. Détermination des autres éléments ............................................................................. 37 4.5.1. Pannes ................................................................................................................. 37 4.5.2. Calcul de stabilité ................................................................................................ 37 4.5.3. Profil de cassure .................................................................................................. 40 4.5.4. Profil de rive ........................................................................................................ 41 4.5.5. Attaches ............................................................................................................... 41 4.5.6. Pieds de poteaux articulés ................................................................................... 45 4.6. Conclusion .................................................................................................................. 46
5. SUIVI TECHNIQUE, ADMINISTRATIF ET FINANCIER DE L’AFFAIRE ............... 47 5.1. Rôle du chargé d’affaires ............................................................................................ 47 5.2. Ressources humaines et planning ............................................................................... 50 5.2.1. Planning étude ..................................................................................................... 50 5.2.2. Planning général .................................................................................................. 50 5.3. Suivi technique ........................................................................................................... 51 5.4. Suivi administratif ...................................................................................................... 52 5.5. Suivi du traçage .......................................................................................................... 52 5.6. Approvisionnement et achat ....................................................................................... 53 5.6.1. Import .................................................................................................................. 54 5.6.2. Octroi de mer ....................................................................................................... 55 5.7. Fabrication et traitement ............................................................................................. 56 5.7.1. Fabrication........................................................................................................... 56 5.7.2. Traitement ........................................................................................................... 57 5.8. Pose............................................................................................................................. 58 5.9. Conclusion .................................................................................................................. 59
6. ETUDES COMPLEMENTAIRES LIEES A L’AFFAIRE .............................................. 61 6.1. Méthode de calcul pour les fixations avec chevilles .................................................. 61 6.1.1. Objectifs .............................................................................................................. 61 6.1.2. Vérification à la traction...................................................................................... 61 6.1.3. Vérification au cisaillement ................................................................................ 62 6.1.4. Interaction............................................................................................................ 63 6.1.5. Conclusion........................................................................................................... 64
Conclusion................................................................................................................................. 65
Nomenclatures ........................................................................................................................... 68
Annexes ..................................................................................................................................... 70 6
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Philippe
INTRODUCTION
Dans le cadre de notre formation d’ingénieur en Génie Civil à l’INSA de Strasbourg,
nous sommes amenés, à l’issu de notre cursus, à réaliser un projet de fin d’études (PFE) en
entreprise. Le but de ce projet est d’être confronté à une situation professionnelle concrète et
réelle. C’est un travail personnel mais également un travail d’équipe qui doit répondre aux
besoins et aux exigences d’une entreprise. Il est à la fois d’ordre scientifique, technique, mais
aussi humain, administratif et financier. Il regroupe donc l’ensemble des qualités que doit
posséder un ingénieur dans son travail quotidien.
L’entreprise qui m’a accueilli pour mon projet de fin d’études, se nomme CMOI
(Construction Métallique Océan Indien). C’est une entreprise de charpente métallique et de
serrurerie implantée à l’île de la Réunion, et plus précisément dans la ville du Port, à 30 km
du chef lieu du département, Saint-Denis.
Suite à une première expérience très positive chez CMOI lors de mon stage de
quatrième année, chacune des parties, l’entreprise et moi, avons décidé de renouveler
l’expérience. CMOI m’a donc donné l’opportunité de réaliser mon projet de fin d’études au
sein de leur structure.
La charpente métallique, domaine dans lequel j’ai été formé initialement est la branche
dans laquelle je souhaite évoluer dans ma future vie professionnelle, c’est pourquoi faire mon
PFE chez CMOI, entreprise forte de 20 ans d’expérience dans le domaine de la construction
en acier, fût une véritable opportunité.
L’Ile de la Réunion est une île en plein essor dans le secteur de la construction, des
ouvrages d’art et des travaux publics. La route des Tamarins, qui sera ouverte à la circulation
au juin 2009, en est le parfait exemple. Elle ne représente pas moins de 100 ouvrages d’art et
plus de 40 Km de chaussées. En terme de construction, de nombreux projets sont également
prévus tant sur le marché public comme par exemple des hôpitaux, des collèges, des lycées
que sur le marché privé avec des bâtiments industriels ou encore des logements individuels.
Autant de projets dans lesquels CMOI est impliquée.
Mon PFE avait pour objet la réalisation de la charpente métallique du lycée SaintBenoît IV. Ma mission était d’une part de concevoir et dimensionner les éléments de
charpente avec les règles actuellement en vigueur au sein de l’entreprise. Puis d’autre part de
réaliser le suivi technique, administratif et financier l’affaire.
Ce rapport se compose de six parties majeures. Dans un premier temps, nous ferons
une rapide présentation de l’entreprise. Ensuite, nous parlerons de son organisation et de sa
politique interne. Dans un troisième temps, nous ferons une présentation sommaire de
l’affaire « Lycée Saint-Benoît IV » avant d’entrer plus en détail dans la conception et le
dimensionnement des éléments de charpente. Puis nous parlerons de la partie relative au suivi
technique, administratif et financier de l’affaire. Et nous terminerons avec des études
complémentaires liées à l’affaire.
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1.
PRESENTATION DE L’ENTREPRISE
1.1.
DOMAINE D’ACTIVITE ET PRODUITS REALISES
L’entreprise CMOI réalise principalement des structures en charpentes métalliques et
ceci à hauteur de 80 %. Il s’agit de charpentes en PRS, en poutrelles, ou en treillis. Elle réalise
également des ossatures secondaires comme des planchers collaborants. Par ailleurs, des
mises en place et des rénovations de couverture ou encore de bardage sont également
effectuées. Les 20 % restant sont consacrés à la serrurerie, à savoir des garde-corps, des
escaliers ou encore des brises soleil.
1.2.
LOCALISATION GEOGRAPHIQUE
L’entreprise CMOI (Constructions Métalliques Océan Indien) est implantée dans
l’Océan Indien, à l’Ile de la Réunion, plus précisément dans la ville du Port, à environ 30 km
du chef lieu du département, à savoir St Denis (Figure 1)
Figure 1 : Localisation
1.3.
HISTORIQUE
CMOI (Constructions Métalliques de l’Océan Indien) a vu le jour
en 1987 et ses vocations principales sont la charpente légère, la
chaudronnerie et la serrurerie.
En 1989, CMOI (Constructions Métalliques Ossatures industrielles) est crée et c’est
seulement en 1996 que la direction des deux sociétés devient commune, que la réorganisation
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est effectuée et que l’ensemble des machines de production est mis en commun. En 1998, le
bureau d’étude est renforcé par le développement de la DAO et de la CAO. Depuis 2001, et
ceci suite à l’agrandissement de la société, trois nouvelles sociétés ont été créées proposant les
services suivant :
-
Un bureau d’études (ECM : Etudes et constructions des Mascareignes)
-
Un atelier de fabrication (ADP : Atelier Du Port)
-
Levage / Montage (BATMONTE)
Ces créations permettent une meilleure gestion de chaque société. Par contre, elles
rendent un peu plus délicate la compréhension du fonctionnement des différentes entités,
notament, pour les personnes extérieures. Ces créations permettent également de proposer à
l’extérieur, un savoir faire technique, spécifique à chaque entité comme par exemple des
marchés de maîtrise d’œuvre pour le bureau d’étude ECM et des prestations de location
d’engins de levage pour BATMONTE.
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2.
ORGANISATION GENRALE ET POLITIQUE DE
L’ENTREPRISE
Dans cette partie nous allons principalement nous intéresser à la société CMOI.
Toutefois quelques précisions sur les autres services seront également données.
2.1.
ORGANISATION INTERNE ET MANAGEMENT
La société CMOI fait partie d’une holding dénommée « La Holding Sainte Marie »,
comprenant plusieurs sociétés implantées en métropole. Le PDG, installé à l’île de la
Réunion, fait donc partie de la direction de ce groupement. Il est par conséquent, également, à
la tête des quatre sociétés que nous avons évoquées précédemment lors de la présentation et
dont nous allons immédiatement expliquer le fonctionnement.
Lorsque CMOI décroche une affaire, les chargés d’affaires ont pour objectif de trouver
et de gérer l’intégralité des sous traitants qui vont intervenir sur le chantier afin que les lots
que CMOI a obtenus soient réalisés dans les temps. Les chargés d’affaires peuvent décider de
travailler avec les entreprises faisant partie du groupement CMOI, mais ils peuvent aussi
choisir d’autres sous traitants, aussi bien pour les études (très rare) que pour la fabrication ou
encore la pose (plus fréquent). Ceci montre donc bien que CMOI est une entreprise de suivi
d’affaire. Les chargés d’affaires doivent avoir une vision globale du chantier et de l’affaire. Ils
doivent être maîtres du projet tant d’un point de vue technique, administratif
qu’organisationnel. Ils doivent aussi maîtriser l’ensemble des méthodes de conception, mais
ceci sans entrer dans les détails du dimensionnement et de la vérification des éléments.
Le bureau d’étude, à savoir ECM, travaille à 95 % avec CMOI. Ainsi presque
l’intégralité des affaires gérées par CMOI, sont conçues, calculées et dessinées par ECM. Il
n’est que rarement amené à réaliser des études pour des sociétés extérieures.
BATMONTE, de son coté, est uniquement sollicité par CMOI, et ceci pour la partie
montage. La structure n’étant pas assez développée, les chargés d’affaires de CMOI sont
amenés à trouver d’autres sociétés de montage à même de pouvoir réaliser les travaux. Par
ailleurs, elle met ses machines de levage, à savoir, les grues, les camions grue ou encore les
nacelles en location.
Pour finir, l’Atelier Du Port (ADP), réalise 90% de sont chiffre d’affaire avec CMOI.
Les 10% restant sont réalisés avec des particuliers.
L’organisation actuelle permet de bien gérer chaque entreprise. On peut considérer que
les trois entités sont des services proposés par CMOI, mais ceci, tout en ayant des
personnalités juridiques indépendantes.
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2.2.
STATUT DE L’ENTREPRISE
L’entreprise a un statut un peu particulier. Elle est répertoriée juridiquement sous la
forme d’une société à actions simplifiées (S.A.S). C’est une forme de société commerciale
régit par le code du commerce français. Elle représente une alternative intéressante de la
société anonyme dans la mesure où elle laisse une grande liberté aux associés. En effet, la
S.A.S est essentiellement définie par des statuts, c'est-à-dire par la volonté de ses associés et
non par la loi. Toutefois, elle se rapproche d’une SA car elle est une société de capitaux. C’est
une forme très souvent employé par les PME, comme CMOI.
2.3.
ORGANIGRAMME ET EFFECTIF
Direction
Service
Qualité
Administration
Vente
Service Achats
Bureau d’études
Suivi d’affaire
Atelier
Pose
Figure 2 : Organigramme
L’organigramme ci-dessus (Figure 2) présente le fonctionnement des quatre sociétés.
Il y a, en comptant CMOI et ses entreprises collaboratrices, environs 90 personnes
travaillant chaque jour dans un des services que nous avons décrits précédemment. Lorsqu’il
y a une surcharge de travail au sein du groupe, tant au bureau d’études qu’à l’atelier ou
encore au montage, deux solutions sont envisageables, à savoir la sous-traitance ou
l’embauche par intérim.
Par ailleurs, l’entreprise se soucie fortement de la formation des jeunes. En effet, tout
au long de l’année de nombreux stagiaires sont encadrés au sein de la structure dans le but
d’apprendre le métier de la construction métallique.
CMOI compte actuellement trois ingénieurs dans ses rangs. Ils sont principalement
chargés de la partie conception et calculs de structure. Par ailleurs, l’un d’eux, est gérant du
bureau d’études.
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2.4.
FINANCES - GESTION COMMERCIALE - COMMUNICATION
2.4.1. Chiffre d’affaire et capital.
Evalution du ch iffre d'affaire de CMOI
20
18
16
14
12
10
CA en Millions d'euros
8
6
4
2
0
20 05
2006
2007
2008
Figure 3 : Evolution du chiffre d’affaire
Le chiffre d’affaire de l’année 2008 a été de 18,5 Millions d’euros. Nous pouvons
constater qu’il a été en nette progression en passant de 14,5 Millions d’Euros en 2005 à 20
Millions en 2007. Une légère baisse est à constater l’an passé avec un chiffre d’affaire qui a
tout de même atteint 18,5 Millions d’euros. (Figure 3).
Par ailleurs, le capital de la société s’élève à 92 000 €. Il doit être supérieur à 37 000€
comme cela est règlementé dans les textes définissant les SAS.
2.4.2. Politique commerciale et communication
L’intégralité de la gestion commerciale revient au directeur général de CMOI. Il y a
très peu d’opérations de prospection commerciale qui sont faites, c'est-à-dire qu’il n’y a pas
de recherche permanente de nouveaux clients potentiels. La politique marchande est
principalement basée sur la consultation directe et sur la réponse aux appels d’offres
publiques. Quelques campagnes sont toutefois présentes dans la presse pour des bâtiments
agricoles.
Par contre, la société utilise ses véhicules comme support de publicité. Par ailleurs, sur
chaque chantier, un panneau publicitaire de CMOI est présent.
Concernant la communication externe et l’image de la société, il n’y a que très peu de
publicité qui est faite, mise à part la distribution de plaquettes et la possession d’un site
internet qui vient d’entrer en activité récemment.
Par contre, une grande attention est portée à la communication interne. En effet,
chaque semaine des « Réunions Planning » sont organisées pour se rendre compte de
l’avancement des différentes tâches. Dans l’ordre nous avons :
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Philippe
-
Planning Etudes : cette réunion rassemble le directeur général de CMOI, et le
responsable du bureau d’études. Les chargés d’affaire sont contactés, les uns après les
autres, pour débattre des affaires qui leur ont été confiées afin de connaître
l’avancement de la phase de conception et de calcul.
-
Planning Fabrication et montage: lors de cette réunion, le Directeur Général est bien
évidemment, à nouveau présent, mais cette fois c’est le chef d’atelier et le responsable
de la pose qui y assistent. Là encore, les chargés d’affaires interviennent
successivement, pour avoir une vision sur la partie fabrication.
2.5.
LES MARCHES
Les marchés dans lesquels intervient CMOI peuvent être classés en deux grandes
catégories :
- Les marchés publics
- Les marchés privés
Répartition des m archés
M arché public
50%
50%
M arché P rivé
Figure 4 : Répartition des marchés
Chaque type de marché représente environ 50 % du chiffre d’affaire (Figure 4). Dans
les marchés publics on trouve par exemple des ouvrages tels que des hôpitaux, des collèges ou
encore des lycées tandis que pour les marchés privés nous aurons principalement des
constructions industrielles. Ceci est valable aussi bien pour la charpente que pour la serrurerie.
Comme nous l’avons précisé, l’entreprise intervient à la fois dans le domaine public et
privé. Elle répond à tout type d’appels d’offre (publics), qu’ils soient ouverts ou restreints.
Dans un premier temps, l’appel d’offre ouvert consiste à réaliser deux « paquets » ou
« plis » :
- Le premier paquet est relatif a la candidature de l’entreprise. Son analyse permet de se
faire une idée plus précise sur les compétences professionnelles et financières de
l’entreprise.
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Philippe
-
Le second paquet contient la proposition financière et un mémoire technique. Avec ce
deuxième pli, l’acheteur effectue une analyse multicritères de l’offre de l’entreprise.
On peut donc en conclure que l’acheteur public est amené à étudier chaque dossier de
candidature.
L’appel d’offre restreint permet d’étudier uniquement les propositions des entreprises
jugées aptes à réaliser les travaux. En effet :
- Le premier « paquet » se compose de la candidature de l’entreprise. L’acheteur public
procède à l’analyse des documents contenus dans ce pli afin d’évaluer les capacités
professionnelles, techniques et financières de chaque concurrent.
- Seuls les candidats jugés aptes à pouvoir exécuter les prestations du marché sont
invités à remettre une offre.
La structure de l’entreprise étant relativement petite et en comparaison avec les grands
groupes de BTP français tels que VINCI, BOUYGUES ou en encore EIFFAGE, CMOI ne se
consacre pas aux partenariats publics privés (PPP), dans la mesure où trop de contraintes en
résultent.
Lorsqu’une affaire est jugée intéressante par le responsable commercial, à savoir le
directeur général, le service d’« Etude de prix » répond à l’appel d’offre en réalisant le
chiffrage. Un prédimensionnement sommaire est effectué pour réaliser cette opération
prévisionnelle et un devis estimatif de l’affaire peut donc être rédigé. C’est ensuite que
l’acheteur public décide de l’entreprise à laquelle il va confier l’affaire.
2.6.
LA POLITIQUE QUALITE
CMOI se préoccupe beaucoup de la qualité au sein de leurs différentes structures. La
démarche qualité est basée sur plusieurs éléments :
-
La désignation d’un responsable de la qualité, qui est l’animateur de cette démarche,
ceci bien évidemment, avec l’aide des différents chefs de service. Cette personne n’a
pas forcement les connaissances techniques nécessaires pour gérer l’ensemble des
informations qui entrent en compte. Un grand travail de consultation auprès des
responsables de service est donc indispensable.
-
L’organisation des documents, avec la mise en place d’un système documentaire de
type ISO intégrant des procédures, des instructions et des enregistrements. Un
sommaire sous format « Excel » incluant l’ensemble des fichiers a aussi été créé pour
en faciliter la recherche. On y trouve principalement des informations administratives
contrairement au MEMOTECH dont nous allons tout de suite expliquer la philosophie
et le fonctionnement.
-
La classification du savoir faire de l’entreprise, via la mise en place d’un
MEMOTECH. Des principes de conception, des éléments ou pièces standardisées, des
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normes (DTU, règlements CM, etc…), des fiches techniques et avis techniques sur
différents matériaux. On utilise aussi un sommaire dans un fichier « excel » pour la
recherche rapide et efficace de données.
-
L’uniformisation des classements d’affaire. Chaque affaire traitée par CMOI est
dotée d’un numéro à 4 chiffres et est classée sur le serveur dans le répertoire du chargé
d’affaire qui s’occupe de l’opération. Afin de faciliter la gestion et de retrouver les
documents rapidement, des dossiers types ont été créés avec les sous dossiers suivant :
1- Marché
2- Plans Architecte et BET
3- Suivi administratif
4- Suivi d’affaire
5- Note de calcul – fiches techniques
6- Plans BE d’exécution
7- Consultations achats
8- Plans de montage
9- Photos de chantier
10- DOE – recollement
Le responsable qualité gère l’organisation de tous ces documents qu’ils soient d’ordre
administratif et ou technique. Il met à jour la base de données en fonction de la validité de
chaque document (fiches techniques, avis techniques) et met en place de nouveaux documents
en collaboration avec les chefs de service (achat, vente, bureau d’étude, suivi d’affaire,
atelier).
L’objectif de la démarche qualité est d’aboutir à une certaine simplicité et à une
amélioration de l’efficacité pour les tâches à effectuer quotidiennement. Il est important dans
une telle structure que la transmission de l’information se fasse de manière correcte afin d’en
perdre le moins possible.
Néanmoins, je pense que le système de recherche mériterait d’être revu, afin d’en
améliorer son efficacité. En effet, les codes et procédés n’ont pas été intégrés par l’ensemble
du personnel et j’ai constaté une perte de temps notable qui pourrait être évitée.
L’entreprise a décidé de ne pas demander de certification ISO dans la mesure où les
contraintes pour bénéficier de cette certification sont trop importantes et actuellement
ingérables par la structure en place.
Par ailleurs, nous savons que le domaine de la construction évolue sans cesse et que
pour être informé des découvertes en terme de recherche et de nouvelles technologies, des
formations sont nécessaires. Chaque employé a droit à deux formations par an dans le
domaine qu’il aura choisi. Il s’agit de formations relatives aux logiciels informatiques (dessin
ou calculs), aux nouveaux règlements de calculs ou encore aux normes récemment publiées et
donc en vigueur.
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Philippe
De plus, un manuel qualité a été rédigé par le responsable qualité. Ce manuel présente
les différentes entreprises, l’historique, la localisation géographique et l’organigramme
général mais il définit surtout la structure et le fonctionnement du système qualité. Grâce au
manuel qualité, une évaluation du personnel est possible et elle est même obligatoire. Elle
permet d’établir une progression personnelle pour chaque employé et permet ainsi de leur
fixer des objectifs.
2.7.
CONTRAINTE LIEE A LA LOCALISATION
L’île de la Réunion est située au milieu de l’Océan Indien ce qui rend extrêmement
difficile la gestion de la matière première. Dans la mesure où il n’y a pas de sidérurgie à
proximité, l’ensemble de la matière première doit être importé. Ainsi, une grande partie de
l’acier arrive de la métropole. Le souci principal est donc le délai d’acheminement de la
matière. C’est un point essentiel qu’il faut absolument intégrer dans la gestion de l’affaire.
C’est le service des achats qui se préoccupe de l’approvisionnement de la matière en fonction
des commandes faites par les chargés d’affaires. Cette opération est délicate dans la mesure
où le délai d’arrivage de la matière peut varier en fonction des départs des cargos transportant
les conteneurs. Nous y reviendrons plus en détails ultérieurement.
Le stock est lui aussi géré par ce service et est mis à jour hebdomadairement. Ceci
permet au projeteur d’utiliser en priorité les aciers directement disponibles. Il a été défini une
quantité minimale d’acier qui doit toujours être en stock. C’est à partir de cela et en fonction
des besoins que les commandes sont réalisées.
2.8.
POURQUOI UTILISER L’ACIER ?
Dans la mesure où l’Ile est située dans une zone cyclonique, des charges importantes
de vent sont à prendre en compte. Grâce à l’utilisation de poutrelles en acier et notamment des
profilés reconstitués soudés, il est possible d’avoir des sections ayant un moment d’inertie
important tout en limitant le poids de la structure. Des portées importantes peuvent être
atteintes, tout en libérant de grands espaces et en minimisant le coût de la construction.
Par ailleurs, d’un point de vue de la fabrication, les procédés sont intégralement
industrialisés, ce qui permet d’avoir une maîtrise totale des coûts. Grâce à des bases de
données relatives aux temps de fabrication, ces éléments sont facilement prévisibles.
De plus, dans l’optique d’une philosophie de développement durable, l’acier est adapté
dans la mesure où il est intégralement recyclable.
En outre, lors de la phase de chantier il n’y a pas de nuisance. Ce sont des chantiers
secs en comparaison à ceux en béton armé. On n’y trouve pas de gravats ou de déchets. De
plus, on ne constate aucune gène sonore lors du montage.
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LINDNER
Philippe
3.
PRESENTATION SOMMAIRE DE L’AFFAIRE : LYCEE STBENOIT IV
3.1.
OBJECTIFS ET LOCALISATION
Figure 5 : Localisation de l'affaire
La Région Réunion a pour objectif la construction d’un lycée dans la commune de
Sainte-Anne. La ville est située à l’Est de l’île, à environ 50 km de Saint-Denis. C’est le
quatrième lycée de l’arrondissement de Saint-Benoît, d’où le nom de l’opération.
Dans la mesure où il s’agit de la construction d’un lycée, le projet sera financé par la
Région Réunion, qui est par conséquent le maître d’ouvrage. Le budget consacré à cette
opération s’élève à environ 28 millions d’euros.
Concernant la répartition des tâches, plusieurs lots ont été déterminés par la maîtrise
d’œuvre et la maîtrise d’ouvrage comme par exemple :
- Lot VRD (Voirie et réseaux divers)
- Lot Gros œuvre/Charpente-Couverture/Etanchéité/Métallerie
- Lot plomberie
- Lot Electricité
- Lot Traitement d’air
- Lot Menuiserie bois
- …
L’allotissement peut se faire suivant plusieurs formes, en fonction du souhait de la
maîtrise d’œuvre et d’ouvrage. Il existe principalement trois formes de répartition de lots, à
savoir :
-
Entreprise générale : C’est une entreprise qui pilote tout ou une grande partie du
projet. Elle prend le marché en tout corps d’état. Elle gère l’ensemble de ses sous
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Philippe
traitants qu’elle aura préalablement choisis. Le maître d’ouvrage lui confie
généralement l’ordonnancement, le pilotage et le contrôle. Elle intègre un responsable
du gros œuvre et un responsable des corps d’état secondaires.
-
Entreprise en corps d’états séparés : Des entreprises spécialisées se voient attribuer
des lots séparés pour lesquels des CCTP (cahier des clauses techniques générales)
propres à leur spécialité sont déterminés.
-
Macro Lot : Des entreprises se voient attribuer des lots comprenant plusieurs
spécialités, ce qui est le cas pour le lot 3 de l’affaire Saint-Benoît IV. En effet, GTOI
est responsable du lot Gros œuvre dans lequel figure aussi la charpente métallique, la
charpente bois, l’étanchéité et la métallerie.
Nous allons brièvement voir quels sont les avantages et les inconvénients de ces
différents types d’allotissements, que ce soit pour la maîtrise d’œuvre ou pour les entreprises.
Entreprises
Avantages
- Contrôle technique
et financier de ses
sous-traitants.
Entreprise générale
ou Macro lots
Corps d'états
séparés
MOE
- Un seul intervenant
officiel.
Réception
de
l’opération Î un
seul PV à effectuer
Entreprises
Pas
d’autre
intermédiaire que la
MOE
MOE
Choix
des
entreprises.
- Présence de chaque
corps d’état lors des
réunions de synthèse.
Inconvénients
- Gestion de tous les
lots et l’entreprise
n’est pas spécialiste
dans les corps d’états
de son lot.
- Gestion de la
garantie décennale de
ses sous-traitant
- Pas le choix des
entreprises.
- Retard au démarrage
du projet, le temps
que
l’entreprise
générale choisisse ses
sous traitants
- Demande un suivi
permanent
de
l’opération.
- Interface avec les
autres corps d’états.
Multiplie
les
intervenants officiels.
- Plus grand travail de
synthèse.
Tableau 1 : Avantages et inconvénients des différents allotissements
18
LINDNER
Philippe
3.2.
ATTRIBUTION DE L’AFFAIRE – BUDGET – HISTORIQUE DE
LA NEGOCIATION
Dans un premier temps, CMOI a répondu à toutes les entreprises générales
susceptibles d’obtenir le marché, à savoir, GTOI, SBTPC et SOGEA. GTOI s’est vu attribuer
le marché, puis CMOI à relancé la consultation sur l’ensemble des opérations (Charpente
métallique, charpente bois et sous face bois) et a été on concurrence avec d’autres entreprises
de charpente, notamment CANCE et DIT.
Dans la mesure où le bois n’est pas la spécialité de CMOI, cette partie a été enlevée du
lot.
Ensuite, deux offres ont été remises :
- La première avec des pannes IPE galvanisées à chaud tout comme le reste de la
structure
- La deuxième avec des pannes Cé, c'est-à-dire des pannes en tôle pliée
galvanisée, comme l’indique le CCTP. Mais cette offre a été faite avec des
réserves. Nous y viendrons plus en détails dans la partie liée à la galvanisation.
CMOI a été plus compétitif sur la panne Cé et un peu moins sur les pannes IPE. Mais
l’entreprise s’est finalement alignée afin d’avoir le marché. Au final, après trois semaines de
dures négociations, la vente a été réalisée à hauteur de 1 400 000 €. Cette somme comprend la
charpente de l’ensemble des bâtiments, la couverture, le bardage, les gouttières et les
descentes d’eau.
Il y a eu chez GTOI plusieurs intervenants du durant les négociations.
- Le métreur
- Le responsable étude de prix
- Directeur des travaux
3.3.
LES INTERVENANTS, ROLE DE CMOI ET ORGANISATION DE
L’AFFAIRE
3.3.1. Les intervenants
Nous allons ici répertorier les différents acteurs qui participent à l’avancement du
projet qu’ils jouent un rôle technique ou administratif.
• La maîtrise d’ouvrage (MOA) :
C’est la Région Réunion qui joue le rôle de maître d’ouvrage et qui est le porteur du
projet. Il en sera également le financeur. Il défini le triptyque « Délais/Coût/Qualité », c'est-àdire l’échéance du projet, son budget, ainsi que les exigences techniques par l’intermédiaire
du CCTP (Cahier des clauses techniques particulières). Par ailleurs, l’Union Européenne
participe aussi au financement de l’opération.
19
LINDNER
Philippe
• La maîtrise d’ouvrage mandataire (MOA mandataire) :
Il s’agit là de SR 21 (Sainte-Clotilde). Elle est désignée par la maîtrise d’ouvrage
lorsque celle-ci n’a pas l’expérience nécessaire quant au pilotage de projet. Elle a pour
mission d’aider la MOA à définir, piloter, et exploiter le projet réalisé par la maîtrise d’œuvre.
• La maîtrise d’œuvre (MOE):
La maîtrise d’œuvre est assurée par le cabinet d’architecte 2APMR (Saint-Pierre). Elle
est responsable de la réalisation des travaux et de son échéance. Elle a été choisie par le
maître d’ouvrage à la suite d’un appel d’offre. C’est à elle que reviennent les décisions
d’ordre architecturales et techniques.
• Le bureau d’étude structure :
Pour notre projet, c’est le bureau d’étude GECP (Saint-Denis) qui réalise la mission. Il
assiste la maîtrise d’œuvre lors de la conception des ouvrages et principalement pour la partie
structure. D’autres bureaux d’études rattachés à la MOE participent aussi à l’élaboration du
projet par exemple le BE fluide ou encore le BE VRD.
• OPC : Ordonnancement, Pilotage, Contrôle (CPS : La Possession) :
Il est responsable de l’avancement des opérations. Il a comme objectif la
synchronisation des différents acteurs afin de livrer l’ouvrage dans les délais. Il est choisi par
le maître d’ouvrage.
• CSPS : Coordonnateur Sécurité et Protection de la Santé (SOCOTEC) :
C’est une personne dont la maîtrise d’ouvrage doit obligatoirement s’adjoindre dans le
but de minimiser les risques d’accidents durant les phases de construction, durant lesquelles
plusieurs travailleurs indépendants ou entreprises sont amenés à intervenir simultanément.
• Bureau de contrôle (DIDES : St-Denis)
Il est choisi par la maîtrise d’ouvrage pour s’assurer de la conformité des éléments de
conception mais également des procédés de mise en œuvre. Il rend des rapports à la MOA sur
les documents (plans et notes de calculs) et valide, ou non, les différents éléments. Si
certaines parties ne sont pas validées, des justifications ou modifications doivent être
apportées.
20
LINDNER
Philippe
3.3.2. Les intervenants du lot 3 GTOI
Le lot 3 a été attribué à une entreprise de gros œuvre à savoir la société GTOI (Grands
Travaux de l’Océan Indien). Le Macro-lot comprend:
- Le gros œuvre (GTOI)
- La charpente métallique (CMOI)
- La charpente bois (Trait Carré)
- L’étanchéité (SMAC)
- La métallerie (METALDER)
CMOI est donc sous traitant de la société GTOI qui nous confie la partie charpente
métallique/couverture du lot qui leur a été attribuée.
3.3.3. Organisation
Nous parlerons ici de l’organisation de l’affaire proprement dite, mais aussi de celle au
sein du lot GTOI.
• Organisation de l’affaire
Des réunions hebdomadaires, auxquelles j’ai pu assister tout au long de l’affaire, ont
été organisées. La maîtrise d’œuvre, le bureau d’étude structure et les entreprises invitées,
participent donc à ses réunions de synthèses durant lesquelles des mises au point sont
effectuées avec la maîtrise d’œuvre, mais également avec les autres entreprises. En effet, les
interfaces entre les différents corps de métiers sont des points délicats à gérer et de nombreux
ajustements sont donc nécessaires.
• Organisation au sein du lot 3 (GTOI)
GTOI se doit de rendre compte de l’avancement technique des opérations. Une bonne
organisation interne, entre les entreprises concernées, est donc indispensable pour pouvoir
tenir les délais tant d’un point de vue des études que de l’exécution des travaux. Des réunions
hebdomadaires, rassemblant les cinq entreprises du lot, ont donc été organisées afin de
synthétiser et de regrouper les travaux individuels de chacun. Mises à part les réunions, de
nombreux échanges téléphoniques, via fax ou via internet ont aussi été effectués.
3.4.
OBJECTIFS ET ORGANISATION PERSONNELLE
3.4.1. Objectifs
L’objectif de ce projet de fin d’étude est de réaliser la conception et le
dimensionnement des différents bâtiments respectivement à travers les plans d’approbations
21
LINDNER
Philippe
et les notes de calculs. Dans un premier temps, il a fallu analyser dans sa globalité l’affaire,
déterminer les principes constructifs et étudier les pièces écrites (CCTP, DCE, etc...). Une fois
cette étape accomplie, la conception, la modélisation et le calcul de structures ont pu être
réalisés. Par ailleurs, j’ai également effectué le suivi technique, administratif et financier.
3.4.2. Planning
Janvier Février
Mars
Avril
Mai
X X X Calculs-dimensionnement
X X X Suivi d’affaire
X X X X X X X Observation et analyse
Conception-plans
d’approbation
Etudes complémentaires
Tableau 2 : Planning personnel
Nous pouvons diviser ce projet de fin d’étude en trois grandes phases :
-
La première est relative à la conception et aux calculs de structure. Elle consiste donc
à faire le dimensionnement des structures et les plans d’approbation. La durée de cette
partie était d’environ 3 mois à savoir de fin janvier à fin avril.
La deuxième phase comprend la partie liée au suivi technique, administratif et
financier de l’affaire. Cette partie est présente tout au long du projet de manière plus
ou moins intensive.
La troisième phase liée aux études complémentaires aura pris environ 1 mois.
22
LINDNER
Philippe
4.
CONCEPTION ET CALCULS DES OUVRAGES
4.1.
OBJECTIFS
L’objectif de l’entreprise est de concevoir et de dimensionner les structures
métalliques présentes sur l’ouvrage et ceci conformément au CCTP (Cahier des clauses
techniques particulières) et aux plans réalisés par l’architecte. Le CCTP a pour objet de
décrire les travaux, la prestation nécessaire à la réalisation de l’ouvrage ainsi que leur
localisation. L’entreprise se doit également de respecter les éléments présents dans le DQE
(Devis Quantitatif et Estimatif) sans pour autant aller contre le CCTP, ce dernier étant la pièce
écrite qui prime sur tout autre document. L’objectif est donc de réaliser les notes de calcul et
les plans d’approbation des différents bâtiments. Ces documents représentent un accord entre
l’entreprise, la maîtrise d’œuvre et le bureau de contrôle, sur les choix techniques et la
conception globale effectuée.
4.2.
ARCHITECTURE ET PRINCIPE GENERAL DE L’ENSEMBLE DES
BATIMENTS
Dans un premier temps, nous allons nous intéresser à une vue en plan des toitures,
celle-ci expliquant bien la localisation des différents bâtiments.
Figure 6 : Vue en plan toiture
23
LINDNER
Philippe
•
Exploitation des bâtiments
Le bâtiment A correspond à l’entrée principale du lycée. Les bâtiments B, C, D, E, F,
H, I et J sont destinés aux salles de classes et aux activités administratives. Le bâtiment G est
un gymnase à ossature bois et notamment du bois lamellé collé. Par ailleurs, il y a également
des bâtiments destinés à l’habitation, à savoir les bâtiments K et G logement.
•
Principe général
Le principe général est identique pour la quasi-totalité des bâtiments. Ils sont
composés d’une structure en béton armé accueillant une surtoiture mono-pente à ossature
métallique. Une partie de cette structure, à savoir les extrémités, recevra une couverture de
type COVERIB et la partie centrale sera occupée par des panneaux photovoltaïques. Le
COVERIB est une couverture composée d’une tôle nervurée en acier, recouverte, des deux
côtés, par une fine couche de bitume et une feuille d’aluminium.
Par ailleurs, au niveau des débords, une sous face en bois viendra se fixer sur les
éléments de charpente. La fourniture et la mise en place de ces éléments en bois ne font pas
partie de notre marché, mais c’est l’entreprise d’étanchéité qui en aura la charge.
De plus, les dalles en béton de surtoiture sont recouvertes d’un complexe d’étanchéité
composé d’une isolation, d’une étanchéité et d’une protection lourde en béton armé.
Voici une coupe sur un portique courant expliquant la philosophie générale des
bâtiments. Nous pouvons voir les acrotères, les plots en bétons recevant les potelets de notre
charpente, ainsi que la structure métallique que nous mettrons en place.
Structure métallique
Panneaux photovoltaïques
Couverture COVERIB
Plots BA
Dalle BA
Etanchéité
Sous-face bois
Figure 7 : Coupe sur ferme courante
On peut constater que la section n’est pas constante au niveau des extrémités de
l’arbalétrier. Deux possibilités s’offraient à nous pour réaliser les arbalétriers variables :
- Réaliser un PRS au niveau des extrémités des traverses
- Découper un profilé laminé suivant la pente et souder un plat faisant office d’aile.
24
LINDNER
Philippe
Nous avons opté pour la deuxième solution dans le but de garder une homogénéité sur
l’ensemble de la structure. Par ailleurs, le banc PRS présent dans l’atelier ne permet pas de
réaliser des profilés inférieurs à 260 mm de hauteur. L’utilisation de profilés laminés était
donc plus judicieuse.
De plus, il a fallu concevoir un profil variable jouant le rôle de support de sous face et
permettant d’épouser parfaitement le profil prévu par l’architecte. Dans un premier temps
nous avons opté pour un profil en Cé variable. Mais pour des raisons de réalisation,
notamment d’un point de vue du pliage des pièces, le choix d’un Zed variable a été adopté.
Ces pièces sont fixées par l’intermédiaire d’un boulon à chaque panne et espacées de 600 mm
au maximum pour satisfaire au besoin de la sous face en bois. Voici une illustration du débord
et de l’ossature de sous face :
Panne courante
Panne de rive
Ferme
Sous face bois
Zed variable
Figure 8 : Ossature sous face
Il était initialement prévu que les arbalétriers reposent sur les acrotères, dans quel cas
des réservations auraient été prévues. Dans la mesure où la liaison entre la pièce métallique et
le relevé en béton était très difficilement réalisable, cette solution a été écartée.
4.3.
PRINCIPES ET SINGULARITES DES BATIMENTS
Plusieurs bâtiments ont des formes simples et une philosophie analogue. Néanmoins,
d’autres possèdent des singularités dont nous allons parler plus en détails.
Les bâtiments B, C, D E et F sont de forme simple, à savoir rectangulaire, mais
possède toutefois quelques particularités.
Les bâtiments A et J ont une forme un peu plus complexe et mérite donc une attention
plus particulière. Ces formes architecturales engendrent l’utilisation de solutions techniques
particulières. Dans une des parties suivantes (partie 4.4) nous réaliserons l’étude complète du
bâtiment A en allant des plans, avec les principes de conception utilisés, jusqu'à la réalisation
de la note de calculs. Mais pour commencer, nous allons répertorier les singularités des
bâtiments cités précédemment.
25
LINDNER
Philippe
4.3.1. Bâtiment A
• Principe statique
Il s’agit d’une succession de fermes espacées de 5,50m reposant sur deux ou trois appuis.
Les fermes sont stables, en étant articulées en pieds et encastrées en tête. Nous avons donc
affaire à des portiques classiques, dont voici les schémas statiques.
Figure 9: Schémas statiques des fermes classiques du bâtiment A
Par ailleurs, il y a également des fermes supportées ponctuellement par des poteaux en
bois, comme suit :
Poteau CM
Arbalétrier CM
Poteau bois
Bâtiment Béton armé
Figure 10 : Schéma statique des fermes (avec poteau bois) du bâtiment A
26
LINDNER
Philippe
• Poteaux bois et stabilités
Comme nous l’avons vu auparavant, les fermes sont composées de potelets liaisonnés
rigidement à des traverses et à des consoles. Sur le bâtiment A, deux fermes situées à
l’extrémité du bâtiment, sont supportées par des poteaux en bois. Ces derniers sont articulés
en pieds mais également en tête ce qui rend le portique instable. Il a donc fallu trouver des
solutions pour stabiliser ces deux portiques.
• Profil de cassure
En partie haute, le faîtage ne suit pas de manière parallèle le mur en béton. Par contre,
la partie variable reste constante ce qui entraine une cassure, que le platelage bois doit suivre.
Nous avons ainsi déterminé un profil permettant de suivre cette cassure. Nous verrons un peu
plus loin le dimensionnement et la géométrie de cette pièce.
• Profil de rive
Le profil de rive représenté par un U en tôle pliée a un schéma statique un peu
particulier. Il repose sur trois appuis qui sont schématisés par les pannes pour reprendre une
partie de toiture se trouvant en porte-à-faux. Le même profilé a été réutilisé pour les autres
bâtiments où le cas de figure était identique.
4.3.2. Bâtiment B, C, D, E, F
Comme nous le montre la vue en plan du bâtiment B ci-dessous, ce sont les bâtiments
qui ont l’architecture la plus simple. En effet, ils sont tous rectangulaires et ont les mêmes
débords au niveau du faîtage et au niveau de l’égout.
Elle montre aussi la position des poutres au vent qui permettent de stabiliser
longitudinalement le bâtiment.
27
LINDNER
Philippe
4
DEP
3
IPE 120
DEP
DEP
DEP
TC 60x3
TC 60x3
TC 60x3
TC 60x3
L40STABILITEx4
x4
L40
L40
1
1
L4
4
0x
L40
HEA 120
x4
0x
L4
0x
4
x4
L40
L40
2
TC 60x3
Bb
1
1
x4
x4
L40
HEA 120
TC 60x3
TC 60x3
Ba
x4
L4
0
STABILITE
STABILITE
B2
4
IPE 240
IPE 240
L4
HEA 120
3
IPE 240
IPE 240
4
TC 60x3
STABILITE
x4
x4
4
L 0
IPE 240
U70x260x2
HEA 120
U70x260x2
TC 60x3
B1
TC 60x3
Bc
De
IPE 120
Df
Be
Bf
2
Figure 11 : Vue en plan bâtiment B
Voici la ferme courante que nous avons pour les bâtiments cités précédemment.
Figure 12 : Coupe ferme bâtiment B
Néanmoins, chaque bâtiment avait des arases différentes. Des plans propres à chaque
bâtiment ont dû être réalisés.
• Interaction avec l’étanchéité.
L’interaction
que
nous
présentons ici est valable pour
l’ensemble des bâtiments ayant une
surtoiture. L’étancheur a besoin de 300
mm pour réaliser le relevé d’étanchéité.
Ainsi nous avons dû déterminer les
altimétries des acrotères en fonction de
ces informations. Ci-contre, un schéma
représentant l’étanchéité ainsi que le
relevé.
Figure 13 : Explication étanchéité
28
LINDNER
Philippe
• Vue en perspective
Figure 14 : Perspective intermédiaire bâtiment B
4.3.3. Bâtiment J
Il y a sur ce bâtiment plusieurs types de fermes :
- Des fermes classiques comme dans les bâtiments de la partie précédente (B, C, D, E et
F) : Type 1 (voir perspective).
- Des fermes posées, à la fois sur les plots en béton et sur les poteaux en bois, de
manière similaire au bâtiment A : Type 2 (voir perspective).
- Des fermes chevillées à des voiles en béton par l’intermédiaire de consoles, dont voici
une illustration : Type 3 (voir perspective).
Couverture COVERIB
Sous face bois
Console
Voile BA
Chevilles
Figure 15 : Console bâtiment J
29
LINDNER
Philippe
La stabilité longitudinale se fait par l’intermédiaire d’une poutre au vent classique, liée
à une palée de stabilité.
•
Forme triangulaire en bout de bâtiment : ramasse panne
Au niveau de la partie triangulaire, les pannes passent au dessus du voile en béton. Là
aussi nous avions plusieurs possibilités :
- Réaliser une console unique pour chaque panne
- Concevoir une pièce unique filante au dessus du voile et qui supporte l’ensemble des
pannes.
Voici un croquis expliquant le principe retenu ainsi qu’une photo de la pièce telle
qu’elle sera mise en œuvre sur le chantier.
Figure 16 : Ancrage pannes sur voile BA
C’est sur le bâtiment J que nous avons
été la première fois confrontés à ce problème.
Ainsi, lors de l’avancement du projet, nous
avons décidé d’utiliser ce principe non
seulement au niveau des murs biais des
bâtiments H, I et J, mais aussi au niveau des
débords en pignon .
Pour réaliser le dimensionnement de
l’attache et le nombre de tiges filetées à mettre
30
LINDNER
Philippe
en œuvre, nous avons utilisé la réaction d’appuis du profil de rive. Le détail du calcul est à
trouver en annexe 1.
Par ailleurs, la tôle pliée sera aussi utilisée comme support de sous face. C'est-à-dire
que l’on pourra fixer les lames de bois sur la partie repliée du profil.
•
Vue en perspective du bâtiment J
Type 1
Type 2
Type 3
Figure 17 : Perspective finale bâtiment J
4.3.4. Bâtiment I et H
Les bâtiments I et H possèdent une toiture haute et une toiture basse. Les parties
hautes sont, dans le principe, semblables au bâtiment J, à savoir des fermes classiques sur une
partie du bâtiment, et une partie triangulaire à une des extrémités. Les parties basses ont le
profil suivant :
Figure 18 : Coupe ferme basse bâtiments I et H
31
LINDNER
Philippe
Sur les parties basses il n’y a pas de débords de toiture. Ainsi aucune couverture n’est
nécessaire au niveau des extrémités. Seuls des panneaux photovoltaïques viendront recouvrir
la partie centrale de la toiture.
4.3.5. Bâtiment G
Le bâtiment G est un gymnase. CMOI ne doit que la fourniture et la pose de la
couverture en COVERIB, du chéneau, des descentes d’eau (DEP) et d’une passerelle
technique. Le dimensionnement de ces éléments (chéneau et DEP) se fait à l’aide de l’abaque
de Bazin. Il permet de trouver la section du chéneau ou de la gouttière ainsi que le diamètre de
la descente d’eau à mettre en œuvre. Cet abaque est présent en annexe 2. On y trouve
également le plan de cette descente d’eau.
Par ailleurs, en partie basse des descentes d’eau, un dauphin doit être mis en place. Un
dauphin est une protection de descente d’eau. Nous avons décidé de mettre en place un tube
en acier jouant, à la fois, le rôle de descente d’eau et de dauphin.
4.3.6. Bâtiment K
Il est composé de plusieurs petits bâtiments faisant office de logements. L’objectif de
CMOI est de mettre en place la couverture, toujours en COVERIB, sur des pannes Cé qui sont
fixées entre les voiles en béton armé. Il a également fallu concevoir les tôles de finitions, à
savoir les faîtières et les rives, et positionner les gouttières et les descentes d’eau. Précisons
que les voiles béton sont autostables, ainsi aucune poutre au vent n’a dû être mise en place.
Le plan des bâtiments sont en annexe.
4.4.
CONCEPTION,
CALCULS
PORTIQUES DU BATIMENT A
ET
DIMENSIONNEMENT
DES
4.4.1. Règlements utilisés
Pour la réalisation des notes de calcul, nous avons utilisé les règlements suivant :
- NV 65 : Règles déterminant les actions de la neige et du vent sur les constructions
- CM 66 et Additif 80 : Règles de dimensionnement des constructions métalliques.
- NFP 22 460 : Calcul des assemblages par boulons précontraints.
- NFR 22 430 : Calcul des assemblages par boulons ordinaires
Ces règlements sont ceux encore en vigueurs et utilisés par l’entreprise. Néanmoins,
les Eurocodes seront obligatoirement appliqués en mars 2010. Pour ce faire, les calculateurs
du bureau d’études assistent à des formations, afin de découvrir, de se familiariser et de
comprendre les nouvelles philosophies des règlements européens.
32
LINDNER
Philippe
4.4.2. Philosophie du bâtiment
Le bâtiment est composé de deux blocs en béton séparés par un JD. Les ouvrages en
béton sont considérés comme autostables, y compris les acrotères.
La toiture est composée de fermes, posées sur la dalle terrasse des bâtiments (sur des massifs
BA) et sur des poteaux en bois lamellé collé (liaison articulée entre le poteau et l’arbalétrier).
Stabilité transversale :
- Pour la partie sur dalle : la stabilité transversale est assurée par les fermes
autostables (articulées en pied et encastrées en tête)
- Pour la partie en console : dans la mesure où les fermes reposent sur des
poteaux en bois, nous avons une articulation en pied et en tête. Nous mettons
donc en place une poutre au vent ramenant les efforts horizontaux sur les
stabilités verticales.
Nous verrons plus tard et plus en détail le calcul et la modélisation de la poutre au vent.
La stabilité longitudinale est assurée par deux poutres au vent (une à chaque extrémité du
bâtiment) s’appuyant sur les stabilités verticales.
Le bâtiment est considéré comme fermé, d’une part par la couverture et par les
panneaux photovoltaïques au dessus de la dalle terrasse et d’autre part par les acrotères au
niveau des pignons et des long pans. Dans le meilleur des cas, les panneaux ne seront pas
posés, ce qui n’occasionnera pas d’efforts sur les pannes et rend donc le calcul favorable.
Cependant, pour la zone de débord entre F1 et l’acrotère, on considère la toiture
comme une toiture isolée pour le vent suivant X. En effet, l’écoulement de l’air n’est pas
perturbé par le bâtiment et cette hypothèse est plus défavorable que de considérer cette partie
comme un acrotère avec une pression nulle.
4.4.3. Détermination des charges
•
Charges permanentes :
Nous sommes en présence de deux types de charges permanentes, à savoir :
- Couverture : 20 daN/m²
- Panneaux photovoltaïques : 20 daN/m²
Dans aucun cas les deux charges ne sont cumulées sur la toiture. Ainsi la charge est
uniforme sur l’ensemble des bâtiments.
•
Charge de vent
A la Réunion, contrairement à une grande partie des départements de métropole, ce
n’est pas la neige qui sera prépondérant vis-à-vis des critères de résistance et de flèche mais
33
LINDNER
Philippe
le vent. Etant situé dans une zone cyclonique (zone 5 de la carte de vent du règlement), il faut
être très vigilant. La valeur du vent de base est située à 160 km/h à savoir une pression de 120
daN/m².
Principe de la démarche règlement NV65 révisé 2000
Il faut intégrer à la pression de base plusieurs paramètres propres à la localisation et à
la géométrie de la construction :
- L’effet de site, ks (exposé ou non)
- L’effet de masque, km
- L’effet de hauteur : la charge de vent de base est prise à une hauteur de 10m. Toutefois
si la hauteur du bâtiment est supérieure à 10m, une correction sera effectuée. Après
cette correction on obtient, qh
- L’effet de dimension, δ. Ce dernier sera différent en fonction de la direction de vent
considérée (vent sur long pan ou vent sur pignon). Il dépend des dimensions de
l’élément qui est considéré.
q = q h .k s .k m .δ
Équation 1: Pression corrigée
On obtient au final les pressions corrigées pour chaque direction du vent. Ensuite il
faut déterminer les coefficients Ce et Ci représentant respectivement les actions extérieures et
intérieures. La valeur « Ce-Ci » correspond au coefficient de l’action d’ensemble qu’il faut
appliquer à la pression dynamique corrigée. Ces coefficients sont différents en fonction de la
direction de vent et il en résulte donc, soit de la dépression soit de la surpression à l’intérieur
du bâtiment.
Il faut donc étudier tous les cas suivant :
- Vent sur pignon surpression
- Vent sur pignon dépression
- Vent sur long pan surpression
- Vent sur long pan dépression
L’étude de vent concernant le bâtiment A est à trouver dans l’extrait de la note de
calcul en annexe 3. On y trouve donc le vent de base, le coefficient de site et les coefficients
de pression résultants (Cr = Ce-Ci).
•
Sismicité
Actuellement, l’île de la Réunion n’est pas soumise aux règles de sismicité, étant
considérée comme négligeable. Par contre, un décret est en cours de signature, classant la
Réunion en zone sismique. Celle-ci devra s’appliquer avec les actuelles normes françaises.
Avec les Eurocodes la Réunion sera classée en aléa sismique faible.
34
LINDNER
Philippe
4.4.4. Combinaison des cas de charges
Dans cette partie on modélise l’ensemble des portiques en y appliquant les différents
cas de vent que nous avons définis auparavant. Cette étude est faite à l’aide du logiciel Robot
qui détermine la réaction d’appui pour chaque cas de vent. On fait de même pour les charges
permanentes. Dans notre cas, il n’y avait ni charge d’exploitation ni surcharge de neige.
A partir de là, la descente de charge peut être déterminée. Il est extrêmement important
que celle-ci soit établie sans les coefficients de majoration. C’est l’entreprise en charge des
fondations qui effectuera ses propres combinaisons.
Après cela, il faut mettre en place les combinaisons de cas de charges incluant les
coefficients de sécurité. Ici, le règlement utilisé est le CM 66 avec l’additif 80. Voici quelques
combinaisons imposées dans le règlement, dans le cas où il y a G (charge permanente), Q
(charge d’exploitation), et Wn (charge de vent).
Aux ELU :
- 4/3 G + 3/2 Q
- 4/3 G + 3/2 W
- 4/3 G + 17/12 (Q+Wn)
- G + 1.75 Wn
- Etc…
Aux ELS on ne pondère pas les différents cas de charges. On obtient donc par exemple :
- G+Q+W
- G+W
C’est donc le logiciel qui détermine la combinaison la plus défavorable pour le calcul
de la structure. Une fois le cas défavorable trouvé, d’un point de vue des sollicitations (ELU)
ou des déplacements (ELS), on peut passer au dimensionnement du portique.
4.4.5. Sollicitations
Une fois que les combinaisons de cas de charges sont déterminées, le logiciel
détermine les sollicitations dans chaque élément de la structure qui a été modélisée. On se
retrouve donc principalement avec un moment fléchissant dans la traverse et dans les consoles
du portique. Le logiciel de calcul met également en place les moments enveloppes regroupant
l’intégralité des cas de charges. C'est-à-dire qu’à chaque section de la poutre, il aura
déterminé les sollicitations maximales et minimales auxquelles la poutre sera soumise.
Cette information aura une incidence sur la position des joints boulonnés. On essayera
de les positionner aux endroits ou l’amplitude du moment est faible afin d’établir un
assemblage rigide faiblement dimensionné. Nous reviendrons plus tard sur le calcul et sur la
conception des assemblages rigides avec des boulons à haute résistance (BHR).
35
LINDNER
Philippe
4.4.6. Dimensionnement
Dans cette partie, il est important de prendre en compte plusieurs aspects. L’objectif
est bien entendu d’optimiser au maximum la structure, mais ceci en ayant toujours en ligne de
mire les enjeux au niveau des achats, lors de la fabrication et du montage.
Lors du dimensionnement et de l’optimisation de la structure on prend en compte
l’ensemble des facteurs, à savoir, le délai, d’autant plus qu’on est situé à la Réunion, les
achats de matière, la fabrication, et le montage.
Il s’offre à nous plusieurs possibilités :
- Matière disponible à la Réunion et fabrication locale
- Achat extra Réunion et fabrication locale
- Achat extra Réunion et fabrication extérieure
Concernant le dimensionnement des fermes que nous avons réalisé à l’aide du logiciel
de calcul Robot, ce dernier tient compte des paramètres de flambement et de déversement.
Ces phénomènes d’instabilité sont liés respectivement à la compression et à la flexion. La
contrainte de cisaillement est négligeable et par conséquent le voilement des âmes n’est pas à
prendre en compte. De plus, les profilés qui sont utilisés (IPE inférieure à l’IPE 360) ne sont
pas soumis au voilement d’après le règlement.
•
Formules de vérification
Il faut vérifier le profilé aux ELU et aux ELS, c'est-à-dire d’un point de vue des
contraintes et des déplacements.
La formule de vérification des contraintes et donnée comme suit :
Équation 2: Vérification effort normal + flexion (ELU)
On multiplie donc la contrainte normale par un coefficient de flambement kn et la
contrainte de flexion par un coefficient de déversement kd. Etant dans le domaine de
l’élasticité (CM 66) cette contrainte globale doit être inférieure à la limite d’élasticité de
l’acier à savoir 235 Mpa dans notre cas.
La flèche doit être inférieure à une flèche limite, habituellement limité à L/200 :
Équation 3 : Vérification déplacement (ELS)
36
LINDNER
Philippe
4.5.
DETERMINATION DES AUTRES ELEMENTS
Les autres éléments n’ont pas été dimensionnés à l’aide du logiciel mais bien
manuellement ou à l’aide de feuilles de calcul Excel. Tous les éléments dimensionnés et
vérifiés sont en annexe. Dans chaque cas nous y ferons référence.
4.5.1. Pannes
En fonction de la localisation des pannes, les coefficients de vent sont différents.
Ainsi, il faut faire la vérification de ces différents éléments. L’entraxe varie en fonction que la
panne soit :
- à l’intérieur du bâtiment
- à l’extérieur du bâtiment
Nous allons brièvement expliquer le fonctionnement de la feuille de calcul utilisée.
Elle tient bien évidemment compte du dimensionnement aux ELU et aux ELS. Aux ELS,
c’est une vérification classique qui est réalisée, à savoir que la flèche doit être inférieure à une
flèche limite. Dans ce cas on ne pondère pas les charges. Aux ELU, en plus de la majoration
des charges par des coefficients de sécurité, on prend en compte les effets d’instabilité, à
savoir le déversement, dans la mesure où nous avons affaire à de la flexion. Ainsi, afin de
réduire les effets de cette instabilité nous avons la possibilité de mettre en place des éléments
appelés liernes.
De plus, il a fallu faire un choix concernant la localisation de la fabrication des pannes.
Deux possibilités s’offraient à nous :
- Faire fabriquer et galvaniser en métropole
- Faire la fabrication dans les structures de l’entreprise.
-
Plusieurs éléments entrent en compte dans ce choix à savoir :
Le prix de la fabrication et de la galvanisation en métropole
Le prix de la matière et son acheminement
Le prix de la galvanisation locale
Le besoin de faire fonctionner l’atelier
Finalement, après consultation et concertation avec le directeur général, nous avons
choisi de fabriquer les pannes localement. Le principal argument a été de faire fonctionner
l’atelier.
Le calcul des pannes du bâtiment A est à trouver en annexe 4.
4.5.2. Calcul de stabilité
Nous avons précédemment expliqué le principe du fonctionnement des différentes
stabilités. Nous allons maintenant nous intéresser au détail du calcul de ces dernières.
37
LINDNER
Philippe
•
Poutre au vent entre file F1 et F2
Cette poutre au vent permet de stabiliser les portiques ayant des poteaux en bois. Le
schéma statique de ces portiques est le suivant :
Figure 19 : Schéma statique du portique avec poteau bois
Ce portique n’est bien évidemment pas stable horizontalement. Ainsi il faut mettre en
place une poutre au vent permettant de le rendre stable dans cette direction, à l’égard des
efforts arrivant sur les bandes de rive. Ces efforts doivent être transmis jusqu'à des points durs
représentés par les pieds de poteau de la file 3. Voici le schéma de la poutre au vent stabilisant
les portiques des files F1 et F2.
Figure 20 : Poutre au vent Bâtiment A
Les efforts arrivent, par l’intermédiaire du système triangulé, jusqu’aux appuis de la
file F3 qui sont des points durs.
Au niveau de ces appuis on retrouve la charge de vent Wn1 répartie dans les trois
nœuds suivant l’axe X, à savoir X1, X2 et X3. Par ailleurs, des efforts complémentaires sont à
reprendre, dus au bras de levier matérialisé par l’entraxe des files F2 et F3. Des efforts suivant
l’axe Y (Y1, Y2 et Y3) sont donc générés.
38
LINDNER
Philippe
Lorsque le vent arrive sur la bande de rive du pignon, c'est-à-dire suivant Y (Wn2),
des efforts arrivent suivant cette direction. Ainsi nous avons des réactions Y1, Y2 et Y3.
•
Palée de stabilité
Les efforts suivant X arrivent directement dans le portique de la file 3. Par contre, pour
reprendre ceux suivant Y, il faut mettre en place une palée de stabilité, c'est-à-dire un système
triangulé capable de rendre stable la structure dans le sens longitudinal en ramenant les efforts
jusqu’aux fondations. Voici le schéma statique de la palée ainsi que la charge associée à
reprendre.
Photo 1 : palée de stabilité
Les efforts transitent par les diagonales et arrivent jusqu’aux fondations, qui sont ici
les plots en béton. Les efforts arrivent uniquement sur une petite surface, à savoir sur la bande
de rive. Les sollicitations des barres sont donc très faibles.
39
LINDNER
Philippe
•
Montage de la poutre au vent et des poteaux bois.
Une réflexion vis-à-vis du montage de la partie supportée par les poteaux bois a dû
être faite. Malgré qu’ils soient dans des lots différents, les éléments de charpente bois et
métallique doivent être montés simultanément. Nous avons donc du travailler avec Trait Carré
pour l’organisation du montage.
Voici la solution qui a été retenue :
- Montage du carré de charpente métallique (entre file F1 et F2) au sol.
- Levage à hauteur d’homme du carré
- Fixation (articulation) des poteaux bois en tête de portique (sur file F1 et F2)
- Levage de la structure à hauteur finale
- Liaison avec les pannes et la poutre au vent située entre les files F2 et F3
précédemment montés et reposant sur le mur en BA par l’intermédiaire de calles.
- Chevillage des poteaux bois au niveau des plots en béton
Lorsque cette partie sera montée, les deux équipes de montage seront présentes, à
savoir celle de Trait carré et celle de CMOI.
4.5.3. Profil de cassure
En partie haute, le faîtage ne suit pas de manière parallèle le mur en béton. Par contre,
la partie débillardée reste constante ce qui entraine une cassure, que le platelage bois doit
suivre. Nous avons ainsi déterminé un profil permettant de suivre cette cassure. Par ailleurs,
cette pièce est sollicitée de manière importante en flexion. Nous avons joué sur la forme et sur
l’épaisseur afin d’avoir une inertie et un module de flexion suffisant, dans un souci de
résistance et de limite de déplacement. Voici le profil que nous utilisons :
La partie de gauche permet de fixer le Zed par l’intermédiaire d’une cornière. De la
même manière, sur la partie de droite nous pouvons fixer le U PAF (profilé à froid).
Le détail de calcul est à retrouvé en annexe 5.
40
LINDNER
Philippe
4.5.4. Profil de rive
Le profil de rive, représenté par un U en tôle pliée, a un schéma statique un peu
particulier. Il repose sur trois appuis, qui sont schématisés par les pannes. La tôle pliée
reprend donc la partie (hachurée) en porte-à-faux au dessus de l’acrotère en béton. Nous
avons donc du jouer sur l’inertie et l’épaisseur du profil pour satisfaire aux conditions de
contrainte et surtout de flèche. On retrouve le dimensionnement de la pièce en annexe 6. Le
même profilé a été réutilisé pour les autres bâtiments où le cas de figure était identique.
4.5.5. Attaches
•
Calcul des assemblages rigides (encastrements)
Nous avons affaire à deux types d’assemblage :
Figure 21 : Assemblage PoutrePoutre
41
LINDNER
Philippe
Figure 22 : Assemblage Poteau-poutre
Photo 2 : Encastrement poteau poutre
Lors de la modélisation d’un assemblage sur le logiciel, ce dernier détermine les
sollicitations extrêmes auxquelles l’assemblage sera soumis. A partir de là nous pouvons
déterminer et vérifier l’assemblage. La vérification est réalisée à l’aide de la norme NFP 22460.
Au moment de la conception d’une telle attache, il faut tenir compte de la gestion du
stock que réalise l’entreprise. Pour faciliter la gestion de ce dernier il est important de
standardiser au maximum les éléments utilisés.
Ainsi, nous utiliserons trois épaisseurs de plat auxquelles on associe trois dimensions
de boulons :
Epaisseur platines
Diamètre boulons
Longueur boulons
20 mm
20 mm
80 mm
15 mm
16 mm
60 mm
10 mm
14 mm
50 mm
Figure 23 : Tableau de standardisation assemblages avec boulons HR
Le positionnement du premier type d’assemblage n’a pas été fait de manière anodine.
Deux aspects entrent en compte :
- Le premier est lié à la résistance de l’assemblage. C'est-à-dire qu’il a été placé à un
endroit où le moment fléchissant à reprendre est relativement faible. Près des têtes de
poteaux nous avons un changement de signe du moment fléchissant. Ce dernier passe
donc forcement par zéro. On essaye donc de se placer près de cet endroit là.
42
LINDNER
Philippe
-
Le deuxième est lié à la galvanisation. En effet, à la Réunion les pièces à galvaniser ne
peuvent pas excéder 6,40 m en simple trempage. Certes, nous pouvons galvaniser des
pièces allant jusqu'à 8,00 m, mais cette fois en double trempage, ce qui engendre
naturellement un surcoût. Par ailleurs, l’aspect extérieur n’est pas aussi net qu’en
simple trempage.
Nous pouvons rappeler que la résistance des assemblages HR, se fait par
l’intermédiaire du frottement entre les surfaces serrées par les boulons. Ils sont serrés par
l’intermédiaire d’une clé dynamométrique et donc d’un couple de serrage bien précis.
•
Assemblage pannes
Les pannes se situent à fleur avec l’aile supérieure de l’arbalétrier, afin de gagner un
maximum de hauteur. Par contre, ceci engendre la réalisation de nombreux assemblages.
Un des moyens les plus utilisés est l’assemblage grugé par double cornière. Cette méthode
nécessite le grugeage des deux extrémités de la panne.
Dans la mesure où nous avons un grand nombre de pannes, il est important de trouver
un moyen plus facile et moins couteux pour fabriquer ces éléments de support de couverture.
Ainsi, au lieu de gruger chaque extrémité de panne nous avons décidé de rallonger la cornière
en tôle pliée et de placer la panne entre les ailes des arbalétriers.
Figure 24 : Assemblage pannes
Photo 3 : Assemblage panne
L’utilisation de cette solution engendre un modèle un peu particulier et une
vérification complémentaire à réaliser du fait de l’excentrement des boulons par rapport à
l’axe neutre théorique de l’arbalétrier. On considère le schéma statique suivant :
Figure 25: Schéma statique panne
43
LINDNER
Philippe
Les boulons au niveau de la panne sont modélisés par une articulation, et les quatre
boulons réalisant la liaison avec l’arbalétrier, par un encastrement. Pour le calcul de ces
attaches, on utilise la réaction d’appui maximale trouvée pour les pannes.
Il faut vérifier ici trois éléments :
- La résistance au cisaillement des boulons de l’ensemble E1
- La résistance à la combinaison entre un effort tranchant et un effort normal des
boulons de l’ensemble E2
- La résistance de la double cornière.
Tous ces éléments sont à trouver en détails dans l’extrait de la note de calcul en annexe 7.
•
Assemblages de la poutre au vent
Nous avons trois types d’assemblage à déterminer.
• Assemblage central (intersection de cornières) (1)
• Fixation des cornières (2)
• Fixation des tubes (3)
(1) L’assemblage se fait à l’aide d’une
platine centrale qui est fixée sous la
panne. A cette platine viennent
s’accrocher les cornières de la poutre au
vent par l’intermédiaire de boulons qui
sont justifiés dans la note de calcul.
Figure 26 : PAV : assemblage central
(2) L’extrémité de la cornière vient s’attacher
sur un gousset qui a préalablement été
soudé sur la cornière.
Figure 27 : PAV : assemblage d’angle (cornière)
(3) Pour cette attache nous avons décidé de
fendre le tube, d’y souder une platine et
de, là aussi, le fixer par l’intermédiaire
d’un boulon, à un gousset.
Figure 28 : PAV : Assemblage d’angle (tube fendu)
44
LINDNER
Philippe
•
Assemblage de la palée de stabilité
Nous avons décidé de mettre en place un maximum d’assemblages boulonnés.
L’objectif est de réaliser le débit et le perçage des pièces sans ajouter d’opérations de soudage
supplémentaires. Ceci n’entraîne donc pas de manutention complémentaire au sein de
l’atelier. Nous voyons sur l’image ci-dessous qu’il y a bien un gousset soudé mais il n’est pas
solidaire de la panne.
Figure 29 : Assemblages palée de stabilité
4.5.6. Pieds de poteaux articulés
Etant encastrés en tête de portique, nous avons décidé d’articuler les pieds de poteaux.
CMOI a développé des gammes standards de pieds de poteaux avec des efforts (horizontaux
et verticaux) à ne pas dépasser. Toutefois nous expliciterons le calcul de ces pieds de poteaux
en annexe 8.
D’un point de vue théorique, les éléments trouvés sont relativement simples, à savoir une
platine de préscellement, deux tiges filetés ϕ 20 mm, munie de plaquettes permettant de
reprendre les efforts de soulèvement. Voici ce que donne le calcul théorique.
Figure 30 : Pied de poteau articulé théorique
45
LINDNER
Philippe
Pratiquement, les choses ne sont pas aussi simples et une réflexion vis-à-vis de
l’implantation et du phasage des pieds de poteaux a dû être faite. Pour pouvoir mettre
facilement les préscellements en place nous avons conçu une pièce en tôle pliée, chevillée
dans la dalle, permettant de positionner facilement la platine et les tiges filetées et ainsi
d’avoir les altimétries prévues lors de l’étude. Une expérience sur un autre chantier, ou un
procédé de préscellement classique (clé + tige d’ancrage) a été utilisé, nous a poussé à
développer ce procédé, car l’interaction avec le béton est difficile à gérer en raison de la
précision de mise en œuvre du béton et de ses tolérances. On retrouve le plan de phasage des
pieds de poteaux en annexe 9.
4.6.
CONCLUSION
Pour conclure sur cette partie, nous pouvons dire qu’il est extrêmement important de
ne pas se préoccuper uniquement de l’optimisation des calculs. En effet, de nombreux
paramètres entrent en compte lors de la conception d’une structure métallique, à savoir, la
fabrication, le montage, la galvanisation, le stock disponible et pour finir les contraintes liées
à l’approvisionnement de la matière. C'est-à-dire qu’il faut toujours avoir en ligne de mire
l’ensemble des paramètres qui vont intervenir tout au long du projet. Le but principal d’une
telle entreprise est de construire dans les meilleures conditions en ayant une efficacité
financière.
Dans la partie suivante nous traiterons l’ensemble de ces paramètres en expliquant les
différentes phases et en montrant dans quelles mesures elles ont été traitées lors du chantier du
lycée Saint-Benoît IV.
Il était intéressant d’effectuer des calculs à l’aide du logiciel, notamment les portiques
hyperstatiques, mais aussi manuellement à savoir les pannes, les pieds de poteau ou encore les
poutres au vent. Les logiciels doivent être utilisés de manière judicieuse et une analyse des
résultats est inévitable pour vérifier l’exactitude des éléments donnés par l’ordinateur.
Les calculs ont été faits avec les règles en vigueur à savoir le NV 65 et le CM 66. Il
aurait été intéressant de faire une étude comparative aux Eurocodes pour constater les
différences.
Les différents calculs se trouvent en annexe.
46
LINDNER
Philippe
5.
SUIVI TECHNIQUE, ADMINISTRATIF ET FINANCIER DE
L’AFFAIRE
Dans cette partie, nous allons expliquer les différents éléments du suivi d’affaire en les
mettant en relation avec l’avancement de notre projet. Mais dans un premier temps nous
allons voir quelles sont les missions du chargé d’affaires.
5.1.
ROLE DU CHARGE D’AFFAIRES
Le chargé d’affaires prend en charge le client pour réaliser des travaux figurant dans le
contrat précédemment établi, ceci qu’il s’agisse d’un marché privé ou public. Il doit garantir
l’entière satisfaction de son client dans les limites fixées dans le contrat.
Il doit donc assumer l’entière responsabilité du suivi des chantiers qui lui sont confiés
par le directeur général. Il doit être un parfait gestionnaire et avoir une vision globale du
chantier. Il est garant des résultats financiers de ses affaires, tout en respectant les règles de
sécurité sur le chantier et des règles techniques plus générales comme les normes et les DTU
(Document Technique Unifié).
Au niveau de la démarche qualité, une procédure de suivi d’affaire a été mise en place
expliquant la marche à suivre pour gérer au mieux le projet. Certes, il s’agit d’une démarche
théorique, mais qui correspond tout de même bien aux actions qui doivent être réalisées et à
leur chronologie. Sur la page suivante on retrouve la procédure mise en place par l'entreprise.
En l’analysant, on constate que le chargé d’affaires est en contact permanent avec l’ensemble
des services :
-
La direction
Le bureau d’étude
L’administration
Le service commercial
Le service achat
L’atelier
Le magasin
Les équipes de pose
Par ailleurs, à chaque étape de l’affaire, sont associés des instructions, des procédures
et des documents de travail. Ceux-ci sont présents dans le système documentaire que nous
avons énoncé dans la politique qualité. Il s’agit d’un travail important de communication et de
coordination et qui nécessite des qualités humaines.
47
LINDNER
Philippe
Tableau 3 : Procédure de suivi d'affaire
QUI
QUOI
COMMENT
Aspect administratif et financier
CA +VTE
CA
Aspect technique
INS ADM 011
E VTE 024
Complément compte rendu
administratif
Complément Planning
suivi chantier
CA+VTE
CA
CA+VTE
CA+ACH
CA
Appropriation de l’affaire
Contrôle
des
Elaboration besoins d’achats +
conformité produits
Maîtrise des CCTP
Maîtrise des plans
RDV Planning achats
INS SAF 003
INS ACH 001
Bon commande
Commande des études
Complément compte
rendu technique interne
non
Suivi et
valid. de la
conception
CA+BET
CA+BET
G SAF 002 Planning
générale
E SAF 040 Planning suivi
chantier ou E VTE 028
INS VTE 001
Chapitre 6.6
budgets
CA+Resp.
technique
CA+BET+
ACH
INS BET 001
E ACH 002
PRO VTE 002
Ouverture d’affaire
PRO BET 001
E BET 007
oui
Commande matière
Suivi et valid.
d’élaboration
dessins
d’exécution
oui
48
E SAF 010
E ACH 006
non
PRO BET 002
RDV Planning d’études G
BET 001
LINDNER
Philippe
CA+ACH
Bon commande pour extérieur
Commande de la
fabrication
CA+ATE+ Direction
Suivi de la fabrication
CA+ ATE
CA+ Direction
CA+ ADM
CA+ Magasinier
Traitement des surfaces
Consultation et commande
sous-traitants montage
Déclaration des sous-traitants
INS ADM 001
E SAF 023
Commande du transport
Organisation expédition
Organisation montage
Rédaction et diffusion du
CA
PPSPS
CA+Direction+ POS
Suivi du montage
CA + ADM
Rédaction des situations
CA + ADM
Validation factures
INS SAF 002
E SAF 023
E SEC 002
G POS 001 RDV Planning de pose
G POS 002 RDV Planning engins
G SAF 002 Planning general
INS ADM 006 ch 6.2.x
INS ADM 006 ch 6.2.3
Levée des réserves des compte
rendus chantier
CA
Elaboration du DGD
Répondre par écrit à
toute observation
PV reception chantier
Réception chantier
Elaboration du DOE
CA
CA
INS ATE 002
G ATE 004 Planning transport
CA+Direction +POS
CA+ADM+ BET
INS ATE 001
Bon commande
DQE d’affaire
Bon commande
E SAF 039 E SAF 040
E ADM 065
CA+ Magasinier
CA
INS BET 002
RDV Planning atelier G ATE 001
Planning général G SAF 002
Levée des réserves
Archivage de l’affaire
49
INS SAF 004
LINDNER
Philippe
5.2.
RESSOURCES HUMAINES ET PLANNING
Nous allons, dans cette partie, nous intéresser à la gestion du temps et des hommes.
Dans tout projet un planning doit être mis en place. Nous avons affaire à deux plannings, que
nous allons expliciter maintenant.
5.2.1. Planning étude
Notre client, à savoir GTOI, à des obligations vis-à-vis de la maîtrise d’œuvre, et
notamment au niveau du rendu des plans et notes de calcul. Ces obligations se transmettent
donc aux différents sous traitants. Les entreprises sont liées par un contrat de sous-traitance
qui définit les modalités de paiement, les obligations, les délais, les pénalités, etc. Nous
expliquerons un peu plus loin et plus en détail le fonctionnement de ce contrat.
Un planning d’étude, celui correspondant au rendu de documents, nous a été imposé
par GTOI. Nous avons du, tant bien que mal, nous tenir à ces échéances. Les délais étaient
relativement courts, ce qui a intensifié le rythme des études. Rappelons que les négociations
ont été longues entre les deux entreprises, ce qui a quelque peu retardé le départ des études.
Elles ont finalement duré trois mois, à savoir de février à fin avril.
5.2.2. Planning général
Un planning général a été mis en place au début du projet regroupant l’ensemble des
étapes du projet qui va de l’étude jusqu'à la pose de la structure :
•
•
•
•
•
•
•
Approbation / Calcul
Traçage en 3D
Approvisionnement / Achat
Fabrication
Traitement
Transport
Pose
Pour réaliser le planning, un nombre d’heures par semaine est prévu à la fois pour :
• La fabrication : 100 heures par semaine pour une affaire.
• La pose : 120 heures par semaine à savoir une équipe de 3 personnes.
Il est difficile d’estimer le nombre d’heures nécessaires pour la réalisation de chaque
tâche. Il a fallu solliciter les responsables de pose et de fabrication pour effectuer une
estimation proche de la réalité.
50
LINDNER
Philippe
Pour notre projet
Celui-ci constitue en quelques sortes un tableau de bord, une ligne de conduite sur
l’avancement de l’affaire. Il faut savoir que le planning n’est jamais figé et qu’il est modifié
régulièrement en fonction de l’avancement des différents corps de métier. Des échanges ont
dû être effectués avec notre client, afin de coordonner le planning marché, c'est-à-dire les
obligations qu’a GTOI vis-à-vis de la maîtrise d’œuvre, et notre planning. En quelques sortes,
le planning, fonctionne à l’envers, avec comme point de départ, la fin de la pose. C’est à partir
de ces dates là et de l’estimation des autres tâches que l’on peut fixer les échéances des
différentes opérations (approbation, traçage, fabrication, galvanisation).
5.3.
•
SUIVI TECHNIQUE
Compte rendu technique interne
Suite à la signature de la commande, un compte rendu technique interne doit être
rédigé. Ce document sert de guide pour la gestion technique globale du chantier. Il contient
par exemple les hypothèses de calculs, les traitements de surface, les qualités et types de
matériaux utilisés, les types de boulons utilisés, etc. Nous pouvons trouver en annexe 10 le
compte rendu technique interne de notre affaire qui a été réalisé à mon arrivée, juste après
l’ouverture de l’affaire.
•
Cahier des fiches techniques
Le cahier des fiches techniques regroupe, comme son nom l’indique, l’ensemble des
fiches techniques des différents matériaux, traitements ou tout autre élément qui est utilisé
pour la réalisation de l’ouvrage. Elles indiquent la qualité, les méthodes de mise en œuvre et
les différents accessoires à utiliser.
Pour notre projet
Pour notre projet le cahier des fiches techniques (FT) comprend :
• FT Couverture COVERIB
• FT Galvanisation Réunion
• FT Zinga : Utilisé pour les retouches de galvanisation sur chantier
• FT Boulons ordinaires
• FT Boulons haute résistance (HR) pour la réalisation des encastrements
• FT Crochet de sécurité
La maitrise d’œuvre et le bureau de contrôle ont validé les différentes fiches techniques
afin que l’on puisse mettre en œuvre les différents matériaux.
51
LINDNER
Philippe
•
Réponses aux avis d’architecte et du bureau de contrôle
Une fois que les plans et notes de calculs sont diffusés, ces documents sont étudiés par
la maîtrise d’œuvre et par le bureau de contrôle. Un avis est émis sur chaque document qui a
été diffusé, nous avons soit :
- un avis favorable
- un avis favorable avec des réserves
- un avis défavorable.
Des réponses à ces commentaires doivent donc être établies et des modifications apportés
aux plans et notes de calculs. Chaque point doit être commenté et justifié afin que l’avis
devienne favorable.
• Contrôle et suivi des éléments du bureau d’étude.
Dans la mesure où j’ai été également chargé de l’étude et du suivi de l’affaire, ce
contrôle était pour moi permanent. De manière générale, il s’agit de valider les principes de
conception établis par le bureau d’étude et de contrôler les lancements en fabrication des
éléments de la structure.
5.4.
SUIVI ADMINISTRATIF
Mis à part le suivi technique, j’ai également été en charge du suivi administratif de
l’affaire. Il s’agit ici de garantir le bon fonctionnement administratif du chantier. Il faut ainsi
répondre aux courriers des clients et des organismes liés à l’affaire. Par ailleurs, il faut
également lever les réserves apparaissant dans les comptes rendus de réunion de chantier. La
participation à ces réunions de chantier fait partie de la mission du chargé d’affaire. De plus, il
est indispensable de déclarer les sous traitants lorsqu’une autre entreprise intervient pour le
compte de CMOI. Cette opération nécessite de nombreux documents qui doivent être validés
par la maîtrise d’ouvrage. Nous y reviendrons un peu plus tard.
5.5.
SUIVI DU TRAÇAGE
Le traçage consiste à la modélisation en trois dimensions de la structure, permettant
d’obtenir les plans de fabrication et de pose pour les différents ouvrages. De plus, il permet
d’avoir un aperçu virtuel du bâtiment. CMOI possède des moyens informatiques importants et
des personnes qualifiées maîtrisant ces outils. Il s’agit de logiciels tels que TEKLA ou
ADVANCE. Les vues en trois dimensions présentes dans ce rapport, sont issues du logiciel
TEKLA, dont voici une illustration :
52
LINDNER
Philippe
Figure 31: Illustration TEKLA
Pour notre projet
Pour notre projet, cette opération n’a pas été réalisée en interne. En effet, c’est un
dessinateur indépendant tunisien qui réalise ce travail pour CMOI. C’est le responsable du
bureau d’étude qui défini le planning de ses calculateurs et dessinateurs-projeteurs. Ainsi, en
fonction de la charge de travail dans le bureau d’étude, il décide si oui ou non l’affaire sera
traitée en interne ou si un autre bureau d’étude devra intervenir.
Le suivi du traçage a donc été rendu délicat. De nombreux échanges entre CMOI et le
dessinateur ont du être réalisés pour ajuster les différents détails, liés aux éléments de
structure et aux interactions avec les différents lots. Dans le cas ou certains problèmes n’ont
pas été vus lors de la conception, ils peuvent être réglés lors de l’opération de traçage.
Il est très important pour le dessinateur du plan d’approbation de faire le contrôle, afin
d’éviter tout problème à l’atelier ou encore à la pose.
5.6.
APPROVISIONNEMENT ET ACHAT
Il s’agit a priori du point où il faut être le plus vigilant dans l’avancement du projet,
notamment à la Réunion. En effet, une grande partie de l’approvisionnement doit être fait en
métropole. Seuls quelques éléments peuvent se trouver localement mais les tarifs sont
généralement moins intéressants, mais cela peut parfois être utile pour avoir des pièces plus
rapidement.
Dans la démarche classique, les chargés d’affaires font dans un premier une demande
d’approvisionnement très globale comprenant des éléments spéciaux, comme par exemple des
skydomes, des exutoires de fumé, ou encore des couvertures spéciales. Ensuite, après la
rédaction de la note de calcul, une demande d’achat plus précise peut être faite. Pour finir, le
dessinateur, après la modélisation sur le logiciel 3D, va affiner le travail effectué
précédemment.
53
LINDNER
Philippe
5.6.1. Import
Une estimation du pourcentage d’import a été effectuée par le service achat. Les
chiffres sont les suivant
- 90 % de l’acier brut
- 90% de la boulonnerie
- 30 à 40% de la couverture acier
- 100% de la couverture COVERIB (utilisée pour Saint-Benoît IV)
Pour les éléments importés, le transport peut être fait de deux manières : par conteneur
ou en vrac dans la cale d’un bateau.
Concernant les bateaux transportant le vrac, il n’y a qu’un cargo, toutes les 5 ou 6
semaines, au départ d’Anvers en Belgique. La durée de transit est d’environ 32 jours, en
sachant qu’il faut compter environ 1 à 2 semaines de retard systématique. Le prix du transport
est de 190€ à 200€ par tonne. Pour la longueur des éléments il n’y a pas de limite.
Pour les conteneurs, deux dimensions existent : 6m et 12m. Ainsi les éléments ne
peuvent pas dépasser respectivement 5,80m et 11,80m. Par contre le délai d’acheminement est
nettement réduit et les départs plus fréquents, à savoir un par semaine. Environ 90% des
conteneurs ont une longueur de 12m et le prix de transport est de 6500€. Pour les conteneurs
de 6m, il faut environ compter 4000€. Il y a bien entendu une limite de poids de chargement à
ne pas dépasser. Elle est égale à 23,4T pour un conteneur de 12m et 26T pour un de 6m.
VRAC
Fréquence de cargos
Durée de transport
Limite de longueur
Limite de poids de
chargement
Prix du transport
Pourcentage (pour
conteneur)
Avantages
Inconvénients
Conteneur 6m
Conteneur 12m
1 par semaine
1 par semaine
32 jours
32 jours
32jours
Pas de limite
5,80m
11,80m
Pas de limite
26 T
23,4 T
190 à 200€ par tonne
4 000 €
6 500 €
10%
90%
Transport de tout type de
marchandise sans limite de
longueur ou de poids
Transport d'éléments peu
volumineux (ex: tôles)
Permet de remplir le
conteneur en atteignant la
limite de poids
Î baisse du prix de
transport par tonne
Durée d’acheminement très
longue. Il faut prévoir une
semaine supplémentaire pour
la livraison après l’arrivée au
port.
Pas rentable de transporter
des profilés de charpente car
on remplie le conteneur sans
arriver à la limite de poids
(mauvais rapport
volume/poids) Î hausse du
prix de transport par tonne.
1 toute les 6 semaines
Tableau 4 : Comparaison conteneurs et VRAC
54
LINDNER
Philippe
5.6.2. Octroi de mer
Nous allons maintenant brièvement parler de l’octroi de mer. C’est une fiscalité
douanière un peu particulière qui est uniquement valable pour les départements d’outre mer
(Guyane, Guadeloupe, Martinique et la Réunion) et qui s’applique au prix de la marchandise
ainsi qu’à son transport. Par contre, elle ne s’applique qu’aux produits finis, c'est-à-dire à la
matière qui n’est pas transformée sur l’île. De plus, pour les produits considérés comme de la
matière première pour les entreprises, la taxe n’est pas valable. Ainsi un revendeur d’acier
local sera soumis à l’octroi de mer tandis que CMOI n’y sera pas assujetti car une
transformation sera réalisée dans l’atelier. Voici quelques exemples de produits sur lesquels
une taxe devra être payée ou non :
- Acier brut : 0 % pour CMOI
- Tôle acier galvanisée : 5% (Exonération pour CMOI, car transformation)
- Boulonnerie : 6,5% : (Exonération pour CMOI, car considéré comme matière
première)
- Charpente déjà transformée, c'est-à-dire fabriquée et galvanisée : 18% pour CMOI
Pour notre projet
L’approvisionnement a été fait en plusieurs phases, en fonction des besoins et de
l’avancement du projet. C’est grâce au planning qui a été effectué au début du projet, que
nous avons pu obtenir les dates butoirs de commande de matière.
-
La commande de profilés a été faite en deux étapes :
La première, pour les bâtiments A, J, B et I, qui ont été les premiers à être montés.
La deuxième, pour les bâtiments C, D, E, F et H.
La matière a été intégralement importée de métropole.
Concernant la couverture, deux conteneurs ont été prévus. Le premier pour les
bâtiments allant de A à H. Ils correspondent environ à la moitié de la superficie de couverture
à poser. Un deuxième conteneur a été utilisé pour le bâtiment G, à savoir le gymnase, qui
représente à lui seul, presque la moitié de la couverture (environ 2100 m²) et les bâtiments de
logements (K et G logement). La couverture provient directement du fournisseur italien
ONDULIT qui a le monopole sur le produit COVERIB
Parallèlement, les commandes de visserie et boulonnerie ont également été faites. Ces
fixations ont été achetées localement, car à meilleur marché. Ceci contre-dit ce que nous
avons énoncé auparavant. Mais un des fournisseurs métropolitains de CMOI, à savoir Faynot
France a une filiale à la Réunion. De grandes quantités sont donc transportées ce qui engendre
une baisse du prix de la marchandise. Le prix des fixations est donc quasiment équivalent
chez Faynot France et Faynot Réunion.
55
LINDNER
Philippe
5.7.
FABRICATION ET TRAITEMENT
5.7.1. Fabrication
Une fois que le traçage de la structure est réalisé avec un logiciel spécialisé le dossier
de fabrication est envoyé à l’atelier. Pour certaines pièces, des fichiers sont envoyés
directement aux machines à commande numérique. En général, chaque affaire est dotée d’un
numéro, comme nous l’avons expliqué dans la partie liée à l’uniformisation des affaires, et est
découpée en avenants pour faciliter l’organisation de l’atelier et l’envoi au poste de
traitement.
Ci-contre, nous pouvons voir une photo
d’une machine à commande numérique (CN)
permettant de poinçonner des tôles allant
jusqu’à 6mm. Par ailleurs, l’atelier est
également doté d’une machine CN coupant les
profilés et les perçant dans les trois directions.
Photo 4 : Poinçonneuse à commande numérique
Pour notre projet
On a attribué le numéro 6400 à l’affaire St-Benoît IV où chaque bâtiment a été
décomposé en 5 avenants au maximum. Par exemple pour le bâtiment A :
- 6400 02 : Préscellement
- 6400 03 : Ossature primaire : Zone 1
- 6400 04 : Ossature primaire : Zone 2
- 6400 05 : Pannes
Photo 5 : poteaux et traverses en fabrication
56
LINDNER
Philippe
5.7.2. Traitement
Il y a principalement deux traitements qui sont utilisés, à savoir la protection par
peinture et la galvanisation. La galvanisation est une protection très efficace. Elle est mise en
œuvre par l’intermédiaire d’un trempage de
la matière dans un bain de zinc qui garantit
une protection contre la corrosion.
A la Réunion, il y a la contrainte de
la longueur des pièces à prendre en compte,
comme nous l’avons expliqué dans la partie
liée à la position des joints boulonnés.
Lorsque des retouches sont à
effectuer sur le chantier on utilise du Zinga,
procédé de galvanisation à froid.
Nous pouvons ci-contre voir les
différentes étapes de la galvanisation, à
savoir :
- Le dégraissage
- Le rinçage
- Le décapage
- Le rinçage
- Le bain de flux
- Le séchage
- Le bain de zinc
- Le refroidissement et contrôle
Figure 32 : Procédé de galvanisation
Pour notre projet
L’intégralité de notre charpente a été galvanisée à chaud, les portiques, les pannes,
l’intégralité des attaches ainsi que les boulons. Il était initialement prévu au marché que les
pannes soient en profil Cé c'est-à-dire en tôle pliée galvanisée. Le CCTP n’était pas assez
contraignant vis-à-vis de la corrosion. En effet, nous sommes en présence d’une surtoiture
directement en contact avec un environnement marin, propice au développement de la
corrosion. De plus, CMOI doit la garantie décennale, c’est pourquoi une proposition avec des
pannes IPE galvanisées à chaud a été faite.
57
LINDNER
Philippe
5.8.
POSE
L’entreprise faisant partie du groupement CMOI, à savoir BATMONTE, n’avait pas
de disponibilité pour réaliser le montage, dans la mesure où les équipes étaient impliquées
dans d’autres chantiers. Ainsi, une entreprise sous traitante a dû être engagée. Ceci a donné
lieu à des négociations. Un jeu de plans de chaque bâtiment a été donné à l’entreprise de pose,
à partir duquel elle a fait son devis estimatif. Par ailleurs, les dates de début et fin
d’intervention pour chaque ouvrage lui ont également été fournies.
Pour notre projet
Pour notre chantier, notre client, GTOI, nous laisse à disposition les grues pendant une
durée de 20 jours, comme indiqué dans le contrat qui lie les deux entreprises. De plus, les
poseurs utiliserons une grue mobile de type PPM de 35 T et des nacelles pour la mise en place
des pannes en débord ainsi que les Zed, supports de sous face.
Photo 6 : Grue mobile type PPM 60T (BATMONTE)
Un contrat de sous-traitance a dû être mis en place comprenant les différentes
modalités. Dans la mesure où il s’agit d’un marché public, les intervenants sur le chantier
doivent posséder un agrément assurant la qualité de pose, mais également les moyens de
sécurité qui vont être mis en œuvre pour le bon déroulement du chantier. L’intégralité de la
pose a été vendue à 299 000€. Il existe deux types de sous traitant, à savoir :
- Les sous traitants de 1er ordre : c’est le cas de CMOI vis-à-vis de GTOI. Le paiement
se fait directement par la maîtrise d’ouvrage ;
- Les sous traitants de 2nd ordre : c’est le cas de SMM (sous traitant de CMOI) vis-à-vis
de GTOI. Ici le paiement se fait de manière directe c'est-à-dire que c’est CMOI qui
paie directement SMM et non la maîtrise d’ouvrage.
58
LINDNER
Philippe
Dans un deuxième temps, nous
avons également consulté Dal Alu pour
l’achat et la mise en place de gouttières
et de descentes d’eau en aluminium,
initialement prévues en zinc. Nous
avons réalisé un prototype de l’ossature
de sous face destiné à la maîtrise
d’œuvre montrant le débord de toiture à
savoir les pannes, les Zed, la sous face
en bois, la gouttière et les descentes
d’eau. Financièrement plus bénéfique
pour nous, et grâce à ce prototype
approuvé par l’architecte, nous avons
pu utiliser les éléments en aluminium.
Photo 7 : Prototype débord de toiture
5.9.
CONCLUSION
Pour conclure sur cette partie nous pouvons dire que le chargé d’affaire doit avoir une
vision très globale de l’affaire tout en intervenant sur des points très précis, à savoir le suivi
technique via le bureau d’étude, mais aussi les suivis administratif et financier et pour finir, la
partie liée au ressources humaines et au planning.
On pourrait définir le travail du chargé d’affaires par les termes suivant :
-
Technicité : Il faut avant tout être maître techniquement du projet. C'est-à-dire
connaitre l’intégralité des principes de conception mis en œuvre dans le projet.
-
Réactivité : Il doit être capable de résoudre rapidement des problèmes liés aux études
et au chantier.
-
Planifier : Il faut organiser, coordonner et contrôler les différentes phases de l’activité.
Il répartit les tâches, rassemble les moyens nécessaires et lance le travail dans les
différents services (BET, achat, fabrication, pose)
-
Améliorer : Il doit faire progresser les méthodes de travail en amenant sa touche
personnelle.
-
Contact : Il est en contact permanent avec l’ensemble des intervenants du chantier et
partage les idées et les informations. Il doit faciliter les échanges entre les personnes.
-
Travail en équipe : Il doit travailler en synergie avec les autres et faire confiance au
groupe. Il doit respecter les décisions collectives.
59
LINDNER
Philippe
Pour notre projet
Dans le cadre du projet Saint-Benoît IV, le travail de suivi d’affaire a été combiné
avec l’étude. Il a été intéressant d’être en contact avec l’ensemble des services de CMOI, mais
également avec les entreprises sous traitantes. Un des objectifs principal est de faire gagner de
l’argent à l’entreprise tout en respectant les règles.
L’approvisionnement a été une phase très importante pour le bon déroulement du
projet. Il est fondamental d’anticiper toutes les étapes de la construction afin de pourvoir faire
acheminer la matière nécessaire dans les délais. D’un point de vue financier, les négociations
ont été difficiles avec le fournisseur du COVERIB, dans la mesure où aucune concurrence
n’est présente. ONDULIT a le monopole mondial de son produit et malgré les quantités
importantes commandées pour notre chantier, les prix étaient élevés.
On obtient les différents délais grâce au planning qui a été mis en place au début de
l’affaire. Les dates butoirs nous ont été transmises par notre client (GTOI), qui sont fonction
de leurs obligations vis-à-vis de la maîtrise d’œuvre.
Le suivi du traçage était un peu particulier dans la mesure où cette opération a été
sous traitée. Le dessinateur qui a effectué le traçage est un dessinateur tunisien indépendant.
De nombreux échanges ont dû être faits pour finaliser les détails du traçage. L’objectif est de
réaliser un traçage permettant d’obtenir le moins de pièces différentes possibles, afin de
faciliter le travail à l’atelier de fabrication et aux poseurs.
Concernant la galvanisation locale, nous sommes dans le même cas de figure que pour
le COVERIB. Galvanisation Réunion, étant la seul entreprise locale à mettre en œuvre le
procédé de galvanisation, il est difficile d’obtenir des prix raisonnables, malgré les quantités
importantes d’acier qui sont traitées.
La pose a été sous traitée. Un contrat a ainsi dû être mis en place. Il a fallu suivre les
opérations de pose afin de s’assurer que toutes les pièces étaient présentes sur le chantier.
Dans le cas où des problèmes sont intervenus (défauts de conception ou de fabrication), nous
étions amenés à trouver rapidement des solutions. Des pièces complémentaires donc ont été
lancées dans certains cas.
60
LINDNER
Philippe
6.
ETUDES COMPLEMENTAIRES LIEES A L’AFFAIRE
METHODE DE CALCUL POUR LES FIXATIONS AVEC
6.1.
CHEVILLES
6.1.1. Objectifs
Actuellement, l’entreprise utilise un logiciel de justification pour les fixations avec des
chevilles fourni par le fabriquant SPIT. Il fait référence à l’ATE (Agrément Technique
Européen) et plus précisément à l’annexe C avec la méthode de calcul simplifiée C. Cette
dernière ne tient pas compte du type et de la quantité de ferraillage présent dans les voiles ou
plots de fondation. Les hypothèses utilisées, à savoir qu’il n’y a pas de ferraillage dans le
béton, donnent des résultats très défavorables.
Dans le cadre du projet St Benoit IV, nous aurions pu utiliser des chevilles pour la
fixation des pieds de poteau. N’ayant ni méthode, ni logiciel de calcul adéquat, le principe n’a
pas été retenu.
Pour voir les résultats que nous aurions obtenus et ainsi faire une comparaison
technique et financière avec la méthode actuelle retenue, l’entreprise m’a demandé de
développer une feuille de calcul faisant intervenir tous les paramètres nécessaires à la
justification des chevilles.
Il s’agit dans un premier temps de calculer un ancrage manuellement, pour un type de
cheville, pour bien maîtriser et comprendre l’ensemble des éléments et coefficients qui entrent
en compte dans le calcul de vérification. Une fois que cette exemple à été réalisé, la feuille de
calcul peut prendre forme.
Nous allons maintenant détailler les vérifications à effectuer pour satisfaire à la norme.
Le principe de vérification est de mettre un rapport en place entre un effort sollicitant et un
effort résistant. Il doit être inférieur à 1 pour satisfaire à la norme. On applique à chaque effort
résistant un coefficient de sécurité défini par les ATE (Agrément Technique Européen) propre
à chaque type de cheville.
La feuille de calcul se trouve en annexe 11
6.1.2. Vérification à la traction
•
Rupture de l’acier
Il s’agit ici d’évaluer la résistance de la cheville. L’effort
sollicitant correspond à l’effort global divisé par le nombre de
chevilles mis en œuvre.
Équation 4 : Rupture de l’acier (traction)
61
LINDNER
Philippe
•
Rupture par extraction /glissement
Il s’agit ici d’évaluer la capacité de la cheville à rester fixer dans le béton.
Équation 5 : Rupture par extraction (traction)
•
Rupture par cône de béton
Équation 6 : Rupture par cône de béton (traction)
On considère dans ce cas là un groupe de chevilles et
non une cheville isolée.
•
-
Rupture par fendage
Dans le cas du fendage il y a deux éléments à vérifier :
Le premier est relatif au fendage lors de la mise en place de la cheville. Les distances
au bord et les entraxes doivent être inférieures à des distances minimales.
Le deuxième est lié au fendage lorsque la cheville est soumise à un chargement.
Équation 7 : Rupture par fendage (traction)
6.1.3. Vérification au cisaillement
•
Rupture de l’acier
Dans ce cas là aussi, on vérifie la résistance de la
cheville, cette-fois soumise à un effort tranchant. Comme
pour la traction, l’effort sollicitant est égal à l’effort total
divisé par le nombre de cheville utilisé.
62
LINDNER
Philippe
Équation 8 : Rupture de l'acier (cisaillement)
•
Rupture du béton par effet de levier
Dans certain cas, lorsque des chevilles courtes
et rigides sont mises en œuvre, la ruine peut se faire au
niveau du béton par effet de levier. C’est à dire que le
béton cède du côté opposé à la direction de la charge.
Équation 9 : Rupture par effet de levier (cisaillement)
•
Rupture du béton en bord de dalle
Dans la majeure partie du temps, c’est cette condition qui est la plus difficile à
satisfaire lorsqu’il y a des bords libres. Néanmoins, dans le calcul de l’effort résistant, on tient
compte de l’état fissuré ou non du béton ainsi que des armatures mises en œuvre dans les
éléments en béton. Le logiciel SPIT étant configuré suivant l’annexe C méthode A, il ne tient
pas compte de la présence d’armatures ce qui est très défavorable dans le calcul. Le gain sur
ce rapport est de 40% :
Équation 10 : Rupture du béton en bord de dalle (cisaillement)
6.1.4. Interaction
Pour chaque mode ruine, que ce soit en traction ou au cisaillement, on obtient un
rapport d’un effort sollicitant sur un effort résistant, respectivement βN et βV. L’équation
d’interaction est la suivante :
Équation 11: Interaction traction/cisaillement
63
LINDNER
Philippe
On prend pour βN et βV les valeurs les plus importantes, c’est à dire celles qui donnent
les résultats les plus défavorables.
6.1.5. Conclusion
Nous avons dû contacter à plusieurs reprises l’entreprise SPIT, afin d’avoir des
explications sur les coefficients utilisés.
Suite à plusieurs essais comparatifs entre le logiciel SPIT et la feuille de calcul mise
en place, nous pouvons constater un gain situé entre 10 et 15%.
La mise en œuvre des chevilles est plus simple qu’un scellement traditionnel. Par
contre, il y a des inconvénients, notamment pour les distances aux bords.
64
LINDNER
Philippe
CONCLUSION
•
Contexte général
Mon projet de fin d’études s’est déroulé dans une entreprise de charpente métallique
implantée à l’île de la Réunion.
Le projet de fin d’études est un travail personnel dans lequel l’étudiant est confronté à
une situation professionnelle concrète. CMOI s’est adapté à ma situation pour répondre aux
exigences de l’INSA en combinant à la fois une partie liée à la conception et au calcul de
structures et une autre relative au suivi d’affaire. Ceci m’a permis de balayer l’ensemble d’un
projet et d’y être impliqué à chaque étape. Mais mis à part cet aspect, il a aussi fallu répondre
aux besoins de l’entreprise en s’adaptant à ses méthodes de travail en ayant un rendement
permettant d’atteindre les objectifs liés à l’avancement du projet.
•
Missions
Mes missions étaient de réaliser la conception et le dimensionnement des bâtiments du
lycée Saint-Benoît IV, respectivement à travers les plans d’approbation et les notes de calcul.
Le dimensionnement a été réalisé avec les règlements encore en vigueur, à savoir le NV 65, le
CM 66 et l’additif 80. Par ailleurs, j’ai participé activement au suivi technique, administratif
et financier de l’affaire. Pour finir, des études complémentaires liées à l’affaire ont également
été faites.
•
Environnement général et professionnel
La Réunion est un département français. Ainsi j’ai pu constater, en comparant avec
mes précédents stages en métropole, que le fonctionnement est identique à celui de
l’hexagone, notamment d’un point de vue légal, des intervenants dans les différents projets ou
encore au niveau de la gestion globale des affaires. De plus, au niveau de l’hygiène et de la
sécurité les mêmes exigences sont présentes, tant d’un point de vue collectif qu’individuel.
Malgré toutes ces similitudes, l’éloignement géographique et surtout le caractère
insulaire du département, rend la gestion des projets délicate, surtout pour la charpente
métallique, dans la mesure où l’approvisionnement de la matière première doit être fait en
métropole. Lors du projet Saint-Benoît IV, j’ai pu constater que les mêmes problématiques
étaient présentes pout la charpente bois. Par contre, pour la construction en béton ces
contraintes sont moins importantes.
•
Entreprise CMOI
Le groupement d’entreprises dans lequel j’ai été accueilli, durant mon projet de fin
d’études, fonctionne d’une manière un peu particulière. Les quatre entreprises gèrent, en
majeure partie, les projets de manière commune tout en ayant des statuts indépendants, ce qui
leur permet d’avoir une certaine liberté dans leur façon de fonctionner Par ailleurs, elles
peuvent proposer des savoir-faire techniques propres à chaque entreprise, comme la maîtrise
65
LINDNER
Philippe
d’œuvre pour le bureau d’étude et la location d’engins pour la société de montage. Par contre,
la séparation des entités rend la compréhension de fonctionnement difficile, notamment pour
les personnes extérieures.
L’entreprise se soucie fortement de la qualité. En effet, un grand investissement est
réalisé dans ce domaine. Malgré cela, je pense que les principes développés, bien que corrects
en théorie, mériteraient d’être revus de manière pratique, afin d’augmenter l’efficacité des
utilisateurs.
La bonne politique de formation au sein de la structure est également à souligner. Tout
au long de l’année de nombreux stagiaires sont intégrés dans l’équipe de travail, afin de leur
transmettre au mieux les fondements du métier. Néanmoins, je pense que CMOI devrait
promouvoir les stages de l’enseignement supérieur en se manifestant auprès des écoles
d’ingénieurs de métropole voir des autres pays européens.
De plus, j’ai eu l’occasion de travailler avec une équipe très motivée, rigoureuse et
compétente ce qui m’a permis une bonne intégration au sein de la société.
•
Conclusion personnelle - Formation
Ce projet de fin d’études m’a permis d’approfondir mes connaissances en analyse et en
calcul de structure à la fois pour les calculs nécessitants des logiciels mais surtout pour des
vérifications et dimensionnements manuels. Il faut absolument associer la conception et le
calcul, sans perdre de vue les contraintes liées à l’approvisionnement de la matière (surtout à
la Réunion), à la fabrication, au traitement de la matière et à la pose de la structure.
Il était très intéressant d’être impliquer dans le fonctionnement global d’une affaire et
d’intervenir à tous les points de vue en partant de la conception jusqu’à la pose. Le suivi de
l’affaire Saint-Benoît IV m’a permis d’être en contact avec l’ensemble des services de CMOI
mais aussi avec les sous-traitants. Le facteur financier est un point primordial pour
l’entreprise. Cet aspect est, je trouve, trop peu abordé durant la formation de l’INSA.
L’entreprise m’a laissé des initiatives tout au long de ce PFE, mais tout en réalisant un
contrôle et un suivi régulier des documents produits et publiés (plans, notes de calcul,
courriers divers,..)
J’ai pu constater que le dessin est un élément indispensable dans le métier d’ingénieur
et qu’il est présent quotidiennement que ce soit de manière manuelle ou assistée par
ordinateur. La maîtrise d’un outil informatique de dessin tel qu’Autocad est un réel atout. Il
est impossible d’envisager de construire et de concevoir sans le dessin. A ce sujet, dans la
formation d’ingénieurs de l’INSA, le dessin est totalement absent de l’enseignement, ce qui
peut être préjudiciable.
Ce passage en entreprise, tout comme les autres stages que j’ai pu réaliser durant mon
cursus, m’a permis de sortir de l’environnement scolaire et d’être confronté à une situation
professionnelle réelle, représentative de notre futur métier.
66
LINDNER
Philippe
Cette expérience m’a conforté dans l’idée de vouloir évoluer au sein d’un bureau
d’étude, que ce soit dans la charpente métallique ou dans un autre domaine de la construction.
Une première expérience dans un bureau d’étude sera, je pense, très bénéfique et me
permettra ultérieurement d’élargir mon champ d’action.
J’ai pu constater que ma rigueur et ma précision, notamment au niveau du dessin
étaient à améliorer et qu’outre les compétences techniques, la rigueur et l’organisation sont
des qualités primordiales pour mon futur métier.
Ce passage à l’île de la Réunion fût très enrichissant d’un point de vue personnel,
l’éloignement et le contraste culturel ont été des facteurs important à gérer mais cependant
extrêmement profitables.
67
LINDNER
Philippe
NOMENCLATURES
NOMENCLATURE DES FIGURES
Figure 1 : Localisation................................................................................................................ 8 Figure 2 : Organigramme ......................................................................................................... 11 Figure 3 : Evolution du chiffre d’affaire .................................................................................. 12 Figure 4 : Répartition des marchés ........................................................................................... 13 Figure 5 : Localisation de l'affaire............................................................................................ 17 Figure 6 : Vue en plan toiture................................................................................................... 23 Figure 7 : Coupe sur ferme courante ........................................................................................ 24 Figure 8 : Ossature sous face.................................................................................................... 25 Figure 9: Schémas statiques des fermes classiques du bâtiment A .......................................... 26 Figure 10 : Schéma statique des fermes (avec poteau bois) du bâtiment A ............................. 26 Figure 11 : Vue en plan bâtiment B ......................................................................................... 28 Figure 12 : Coupe ferme bâtiment B ........................................................................................ 28 Figure 13 : Explication étanchéité ............................................................................................ 28 Figure 14 : Perspective intermédiaire bâtiment B .................................................................... 29 Figure 15 : Console bâtiment J ................................................................................................. 29 Figure 16 : Ancrage pannes sur voile BA ................................................................................ 30 Figure 17 : Perspective finale bâtiment J ................................................................................. 31 Figure 18 : Coupe ferme basse bâtiments I et H ...................................................................... 31 Figure 19 : Schéma statique du portique avec poteau bois ...................................................... 38 Figure 20 : Poutre au vent Bâtiment A ..................................................................................... 38 Figure 21 : Assemblage Poutre-Poutre..................................................................................... 41 Figure 22 : Assemblage Poteau-poutre .................................................................................... 42 Figure 23 : Tableau de standardisation assemblages avec boulons HR ................................... 42 Figure 24 : Assemblage pannes ................................................................................................ 43 Figure 25: Schéma statique panne ............................................................................................ 43 Figure 26 : PAV : assemblage central ...................................................................................... 44 Figure 27 : PAV : assemblage d’angle (cornière) .................................................................... 44 Figure 28 : PAV : Assemblage d’angle (tube fendu) ............................................................... 44 Figure 29 : Assemblages palée de stabilité .............................................................................. 45 Figure 30 : Pied de poteau articulé théorique ........................................................................... 45 Figure 31: Illustration TEKLA ................................................................................................. 53 Figure 32 : Procédé de galvanisation ....................................................................................... 57 NOMENCLATURE DES PHOTOS
Photo 1 : palée de stabilité........................................................................................................ 39 Photo 2 : Encastrement poteau poutre ...................................................................................... 42 Photo 3 : Assemblage panne .................................................................................................... 43 Photo 4 : Poinçonneuse à commande numérique ..................................................................... 56 68
LINDNER
Philippe
Photo 5 : poteaux et traverses en fabrication............................................................................ 56 Photo 6 : Grue mobile type PPM 60T (BATMONTE) ........................................................... 58 Photo 7 : Prototype débord de toiture....................................................................................... 59 NOMENCLATURE DES TABLEAU
Tableau 1 : Avantages et inconvénients des différents allotissements..................................... 18 Tableau 2 : Planning personnel ................................................................................................ 22 Tableau 3 : Procédure de suivi d'affaire ................................................................................... 48 Tableau 4 : Comparaison conteneurs et VRAC ....................................................................... 54 NOMENCLATURE DES EQUATION
Équation 1: Pression corrigée ................................................................................................... 34 Équation 2: Vérification effort normal + flexion (ELU) .......................................................... 36 Équation 3 : Vérification déplacement (ELS) .......................................................................... 36 Équation 4 : Rupture de l’acier (traction)................................................................................. 61 Équation 5 : Rupture par extraction (traction) ......................................................................... 62 Équation 6 : Rupture par cône de béton (traction) ................................................................... 62 Équation 7 : Rupture par fendage (traction) ............................................................................. 62 Équation 8 : Rupture de l'acier (cisaillement) .......................................................................... 63 Équation 9 : Rupture par effet de levier (cisaillement) ............................................................ 63 Équation 10 : Rupture du béton en bord de dalle (cisaillement) .............................................. 63 Équation 11: Interaction traction/cisaillement ......................................................................... 63 69
LINDNER
Philippe
ANNEXES
Annexe 1 : Oméga ramasse panne
Annexe 2 : Abaque de dimensionnement chéneaux et DEP
Annexe 3 : Etude de vent
Annexe 4 : Dimensionnement des pannes
Annexe 5 : Dimensionnement profil de cassure
Annexe 6 : Dimensionnement profil de rive
Annexe 7 : Justification assemblage pannes
Annexe 8 : Justification pied de poteau
Annexe 9 : Plan phasage pied de poteau
Annexe 10 : Compte rendu interne
Annexe 11 : Feuille de calcul des chevilles
70
LYCEE SAINT BENOIT IV
BATIMENT A
ANNEXE 1
N° AFFAIRE : 6400
3.18.
N° DOCUMENT : 6400 NC A2
E BET 020
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dont annexes : 0 mis à jour :
Ind 00 du 19/02/2009
ATTACHE FILE F9
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BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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133
Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
Page 128 /
133
Ind 00 du 19/02/2009
ANNEXE 2
BATIMENT A
ANNEXE 3
N° AFFAIRE : 6400
2.2.
Ind 00 du 19/02/2009
CONDITION DE FLECHE.
Toiture en général :
Déplacement toiture :
2.3.
Page 4 / 134
E BET 020
L/200
H/150
CONDITION DE SITE.
Vent : Région V site exposé
Neige : Sans objet
Sismicité : Sans objet
2.4.
BILAN DES CHARGES.
2.4.1. Charges permanentes.
Poids propre des structures modélisées automatiquement pris en compte par le logiciel.
Panne + tôle+ sous face bois : 20 daN /m²
Pannes + panneaux photovoltaïques : 20 daN/m²
2.4.2. Charges d'exploitations.
Charges des matériels d’exploitation : sans objet sur la charpente
2.4.3. Charges Vent.
Calcul de perméabilités des parois :
μ = 0 le bâtiment est considéré fermé avec des débord de toitures.
Vent :
Région :
V
Pression q10 de base
120
daN/m²
120
daN/m²
11
123
m
daN/m²
Effet de la hauteur au sol :
Hauteur H de la construction au plus défavorable
Pression qH
Effet de site :
Site exposé
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
Coefficient Ks
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E BET 020
Ind 00 du 19/02/2009
= 1.2
Effet de masque :
Sans objet
Effet de dimensions :
Coefficient de réduction δ des pressions dynamiques pour les grandes surfaces :
δ = suivant les éléments considérés
Pressions corrigées :
Pression dynamique normale corrigée :
Pression dynamique extrême corrigée :
147
257
daN/m²
daN/m²
Proportions d'ensemble :
Hauteur totale du bâtiment h =
12,6
m
Dimension a =
Dimension b = (b1 + b2)/2 = (8,5+21)/2=
37
15
m
m
λa = h/a = 0.34
λb = h/b = 0.84
Valeur du coefficient γ0 :
long pan
1
pignon
0.9
Définition des parois
Faces et sous face au vent :
Faces et sous face sous le vent :
Ce = + 0.8
Ce = -0.5
Ce = + 0.8
Ce = -0.37
Définition des toitures
au vent :
angle = 3
Ce = - 0.58
sous le vent :
angle = 3
Ce = - 0.45
Actions extérieures :
Ce = -0.38
Actions intérieures :
Définition des parois et toitures.
Surpression :
Dépression :
Ci =0.3
Ci =-0.3
Ci =0.38
Ci = -0.22
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
Pour la zone en toiture isolée où l’angle est proche de 0, on prendra comme coefficient +/0.8 sur le bord d’attaque et 0 pour le bord de fuite suivant que l’angle est positif ou négatif.
Suivant X+ c=-0.8
Suivant X- c= +0.8
2.4.4. Charges de neige
Sans Objet
BATIMENT A
ANNEXE 4
N° AFFAIRE : 6400
3.
3.1.
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE.
VUE EN PLAN DE LA TOITURE
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
3.2.
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
COEFFICIENTS CR SUR LES PANNES
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
3.3.
E BET 020
Page 10 /
134
Ind 00 du 19/02/2009
PANNES INTERIEURE COURANTE 1
BATIMENT A
ANNEXE 5
N° AFFAIRE : 6400
3.13.
Page 109 /
134
E BET 020
Ind 00 du 19/02/2009
TOLE PLIEE (5)
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
-4.0
-4.0
-2.0
-2.0
Y
0.0
0.0
-16.0 -14.0 -12.0 -10.0
-6.0
-6.0
z
-10.0 -12.0 -14.0 -16.0
-16.0 -14.0 -12.0 -10.0
-8.0
-8.0
y
Q
R
-16.0 -14.0 -12.0 -10.0
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
Description de la géométrie
Point n°
1
2
3
4
5
6
7
8
Bord n°
1
2
3
4
5
6
7
Y
Z
9.4 cm
9.4 cm
-0.1 cm
-0.1 cm
9.2 cm
16.1 cm
16.1 cm
-0.1 cm
-3.0 cm
0.1 cm
0.1 cm
-16.4 cm
-17.1 cm
-17.1 cm
-9.0 cm
-12.5 cm
Point P1
Point P2
Epaisseur
1
2
3
4
5
6
8
2
3
8
5
6
7
4
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
Résultats généraux
Aire de la section
A
= 26.713 cm2
Yc
Zc
= 6.2 cm
= -9.7 cm
Yr
Zr
= -5.2 cm
= -16.6 cm
Centre de gravité
Centre de flexion
Matériau de base
ACIER
E
= 21414.04 kG/mm2
dens. = 7852.83 kg/m3
p.un. = 20.98 kG/m
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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134
Ind 00 du 19/02/2009
Repère des axes principaux
Angle
alpha = 34.8 Deg
Moments d'inertie
Ix
Iy
Iz
= 2.134 cm4
= 1508.088 cm4
= 741.775 cm4
Moments d'inertie sectoriels
Iomy = -1.913 cm5
Iomz = 3.000 cm5
Iom = 72617.852 cm6
Distances extrêmes
Vy
Vpy
Vz
Vpz
=
=
=
=
8.5 cm
9.0 cm
11.6 cm
11.7 cm
Valeurs dans les points caractéristiques
no
1
2
3
4
5
6
7
8
y(s)
[cm]
z(s)
[cm]
omega(s)
[cm2]
A(s)
[cm2]
Sy(s)
[cm3]
Sz(s) Som(s)
[cm3]
[cm4]
6.4
8.2
0.4
-9.0
-1.8
3.9
8.5
-6.8
3.7
6.2
11.6
-1.9
-7.8
-11.7
-5.1
1.3
139.831
94.586
-64.051
20.018
25.432
21.973
-150.517
0.000
0.000
-1.550
-6.300
12.163
7.500
4.050
0.000
14.128
0.000
-7.674
-50.111
-90.276
-67.671
-34.013
0.000
-90.853
0.000
-11.351
-31.806
3.682
28.812
25.142
0.000
-11.813
0.000
-181.674
-254.195
-72.560
-178.530
-260.303
0.000
-52.898
Repère central
Moments d'inertie
Iyc
= 1258.665 cm4
Izc
= 991.199 cm4
Iyczc = -359.060 cm4
Distances extrêmes
Vyc
Vpyc
Vzc
Vpzc
=
=
=
=
9.9 cm
6.3 cm
9.8 cm
7.4 cm
Repère arbitraire
Angle
alpha = 0.0 Deg
Moments d'inertie
Iy'
Iz'
Iy'z'
= 1258.665 cm4
= 991.199 cm4
= -359.060 cm4
Distances extrêmes
Vpz'
=
Vy' = 9.9 cm
Vpy' = 6.3 cm
Vz' = 9.8 cm
7.4 cm
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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134
Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
ANNEXE 6
N° AFFAIRE : 6400
3.14.
E BET 020
Page 115 /
134
Ind 00 du 19/02/2009
TOLE PLIEE (6)
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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134
Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
Page 117 /
134
Ind 00 du 19/02/2009
ANNEXE 7
N° AFFAIRE : 6400
3.16.
BATIMENT A
E BET 020
Page 120 /
134
Ind 00 du 19/02/2009
FIXATION PANNES
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
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134
Ind 00 du 19/02/2009
BATIMENT A
N° AFFAIRE : 6400
E BET 020
Page 122 /
134
Ind 00 du 19/02/2009
ANNEXE 8
ANNEXE 9
PUBLIC
ANNEXE
10
1/4
COMPTE RENDU TECHNIQUE INTERNE
Mis à jour:
25/07/2006
E BET 013 Ind1 du 25/07/06
Question
posée par
pour le
NOM DE L'AFFAIRE : LYCEE ST BENOIT IV
6400
N° Cde :
1) Hypothèses de calcul :
vent : vent 210 km/h + ks=1,2 :
vent extrême 288 km/h :
plancher : surcharge plancher = 250 kg/m² :
autres :
béton : mur en agglos :
mur banché :
kg/m²
ep :
cm
ep :
cm
tenu des voiles : autostables :
distance maxi entre points durs charpente métallique :
- pignon :
m
- longpan:
m
avec réservation :
arase :
m
sans réservation :
arase : Varie fonction batiment
m
philosophie du batiment :
2) Pied de poteaux:
encastés
articulés
Dimension mini :
m
3)Traitement charpente :
galvanisée :
peinture :
primaire
primaire + finition 2 ans
primaire + finitions 5 ans
thermolaquée
4) Panne :
Profil Cé :
Z 275 + E 24:
Z 350 + E 36:
IPE
Autre :
S235
5) Boulonnerie :
zinguée :
Localisation : Intérieur (logement, pannes Cé)
galvanisée :
Localisation : Extérieur : Assemblage charpente, pannes , CVT, etc…
inox :
Localisation :
6) Chevilles :
zingué ou bichromaté :
Localisation : Intérieur (logement)
inox :
Localisation : Pieds de poteau et pannes sur mur
7) Couverture :
acier
alu.
1000 P (pente mini <15%)
couleur :
RAL:
couleur :
RAL:
Réponse
demandée à
Réponse
demandée pour
le
PUBLIC
2/4
Mis à jour:
25/07/2006
E BET 013 Ind1 du 25/07/06
Question
posée par
pour le
6400
N° Cde :
1000 P (pente mini <15%)
(écart panne maxi 1,25m)
ondulée (pente mini 25%)
type :
feutre tendu (écart panne maxi 1,6m sans grillage)
2.5.4
COVERIB (pente mini 15%)
80/100
Bat J,G,G logt,K
60/100
Tous les autres
Teinte naturelle
Teinte naturelle
RAL:
ONDULIT ( pente mini25%) :
Autre :
9) Fixations couverture :
sommet d'onde : Avec vis autotperceuses diam 5,5 mm (suivant fiche technique COVERIB)
plage :
inox spécifié :
10) Bardage :
acier
BJ
ET
alu.
couleur :
RAL:
couleur :
RAL:
Face B
Face A
SA
N
S
O
1000 P
ondulée
Autre (attention AT!!):
RAL:
pose horizontale
11) Fixations bardage :
sommet d'onde :
plage :
inox spécifié :
SA
N
S
O
BJ
ET
pose verticale
12) sous face :
acier
BJ
ET
alu.
couleur :
RAL:
couleur :
RAL:
SA
N
S
O
1000 P
Face B
Face A
ondulée
Autre :
RAL:
pose verticale
pose horizontale
13) Chéneau :
TPG 20/10 :
Traitement interieur :
autre :
OU
type : DAL ALU B 380
14) Gouttières :
P.V.C :
Aluminium :
Autre :
15) DEP :
P.V.C :
Aluminium :
Autre :
Dauphin ou protection DEP :
Zinc
30/10
Réponse
demandée à
Réponse
demandée pour
le
PUBLIC
3/4
Mis à jour:
25/07/2006
E BET 013 Ind1 du 25/07/06
Question
posée par
pour le
N° Cde :
6400
16) Sortie toiture :
Pyrodome :
Nombre :
Rooftop :
Nombre :
Pipeco :
Nombre :
Autres : Ventilation toiture
et canon a lumière
Nombre :
17) Vent dominant :
NORD
Mettre une flèche pour
sens du vent :
OUEST
EST
SUD
18) Securité :
Crochet inox (suivant NF 517 DEC 1995)
Nombre :
Modèle ETANCO :
Nombre :
Crochet pour COVERIB
Nombre : Varie fonction bâtiment
Sécurit 2005
Autres commentaires et croquis :
Suivant DQE
Réponse
demandée à
Réponse
demandée pour
le
PUBLIC
Mis à jour:
4/4
25/07/2006
E BET 013 Ind1 du 25/07/06
Question
posée par
pour le
N° Cde :
6400
Réponse
demandée à
Réponse
demandée pour
le
ANNEXE 11
VERIFICATION DES ANCRAGES SUIVANT ATE ANNEXE C, METHODE A
Type d'ancrage
Type de cheville
Diamètre des chevilles (mm)
Epaisseur béton (mm)
3
EPOMAX
8
250
Béton et armatures
a) Béton non fissuré ou fissuré
avec armature de bord et etriers
rapprochés (a < 100mm)
Résistance du béton
C 30/37
C1
S1
C1'
C2
S2
C2'
180
200
180
180
200
180
N=
V1=
V2=
6,00 kN
10,00 kN
5,00 kN
Fait référence à l'ATE
05/0111
Resistance à la traction
Sollicitant (kN) Résistant (kN)
BN
Rupture de l'acier
1,50
12,87
0,12
Rupture par extraction - glissement
1,50
8,89
0,17
6
40,50
0,15
Rupture par cône de béton
Rupture par fendage (mise en place de la cheville)
Rupture par fendage au chargement de la cheville
Resistance au cisaillement
C1 et C2 > Cmin
S1 et S2 > Smin
Epaisseur béton > Hmin
6
VRAI
VRAI
VRAI
89,61
Sollicitant (kN) Résistant (kN)
0,07
BV
Rupture de l'acier
2,80
7,69
0,36
Rupture du béton par effet de levier
11,18
97,20
0,12
11,18
11,18
24,52
27,42
0,46
0,41
Rupture du béton en bord de dalle
Bord perpendiculaire à V1
Bord perpendiculaire à V2
Interaction Traction - cisaillement
Il faut que (BN)1,5 + (BV)1,5 < 1
Vérification
0,38
(BN)1,5 + (BV)1,5 =
L'ancrage est vérifié
Ce document est la propriété de CMOI. Il ne peut être reproduit ou
communiqué sans autorisation écrite de CMOI
Page
1/2
ELEMENTS DE CALCUL
4
37
40
40
Ccr,N
Ccr,sp
80
120
Scr,N
Scn,sp
160
240
Surfaces
80 05/0111
110 05/0111
Acn
Acn 0
Référence ATE
129600 5.2.2.4 b)
25600 5.2.2.4 b)
Acn,sp
Acn 0,sp
193600 5.2.2.6 b)
57600 5.2.2.6 b)
Acv 1
Acv 2
Acv 01
Acv 02
140000
140000
145800
145800
05
Cmin
Smin
1
Référence ATE
11
Distances
Profondeur d'ancrage hef
Hmin
/0
Nombre de chevilles
fck cube
22
16
16
72,90
89,61
5.2.2.2 equation 5.1
05/0111
05/0111
Vrks
Vrk,cp
Vrkc0_1
Vrkc0_2
Vrkc1
Vrkc2
kN
11
145,80
29,63
29,63
36,78
41,12
Coefficients de sécurité
Gamma Ms
1,43
k
2
Gamma Mc
1,5
PsV
0,90
equation 5.2 c
Ph,V
1,03
equation 5.2 d
Palpha,V (1)
1
equation 5.2 e (simpl) Palpha,V (2)
1,118
equation 5.2 g1 et g2 Pec,V
1
Pucr,V
1,40
1
Référence ATE
11
Coefficients de sécurité
Gamma Ms
1,71
Gamma Mp
1,8
Gamma Mc
1,8
Gamma Msp
1
PsN
1,00
Pre,N
0,9
Pec,N
1
Pucr,N
1
PsN,sp
1,38
Ph,sp
1,35
Elements Cisaillement
Effort
Ce document est la propriété de CMOI. Il ne peut être
reproduit ou communiqué sans autorisation écrite de CMOI
Référence ATE
5.2.3.3 equation 5.7 a
5.2.3.3 equation 5.7 a
Référence ATE
05
/0
11
1
Référence ATE
/0
Nrks
Nrkp
Nrkc,0
Nrkc
Nrk,sp
kN
05
Elements Traction
Effort
5.2.3.4 b)
5.2.3.4 b)
5.2.3.4 b)
5.2.3.4 b)
equation 5.7 c
equation 5.7 d
equation 5.7 e
equation 5.7 e
equation 5.7 f
equation 5.7 g
Page
2/2
LINDNER
Philippe
RESUME
Ce projet de fin d’études (PFE) s’est déroulé dans une entreprise de charpente
métallique, implantée à l’Ile de la Réunion.
La Région Réunion a pour but de réaliser un lycée dans la commune de Sainte-Anne, à
l’Est de l’île. Une grande partie des bâtiments est destinée à l’enseignement et aux activités
administratives. Par ailleurs, la construction d’un gymnase et de logements est également
prévue. Le budget global de l’affaire est de 28 millions d’euros. Le lot « Charpente
métallique / Couverture » s’élève à 1,4 millions d’euros.
Le PFE avait pour objet la réalisation de la charpente métallique du lycée Saint-Benoît
IV. Ma mission était d’une part de concevoir et dimensionner les éléments de charpente avec
les règles actuellement en vigueur au sein de l’entreprise. Puis d’autre part de réaliser le suivi
technique, administratif et financier l’affaire.
Mots clés : Charpente métallique - Conception – Dimensionnement – Suivi d’affaire.

charpente metallique du lycee st‐benoît iv

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