FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Reprise de conception et optimisation Réalisé par : Mr EL MOUBARI HASSAN Projet de.

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1 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Reprise de conception et optimisation Réalisé par : Mr EL MOUBARI HASSAN Projet de construction d’un réservoir d’eau potable Semi-enterré à AIN TEKKI - MOHAMMEDIA - RE - CONCEPTION & OPTIMISATION RE - CONCEPTION & OPTIMISATION CONCEPTION BET CONCEPTION BET MODELISATION ET ANALYSE MODELISATION ET ANALYSE

2 RESUME L’objectif de ce mémoire est la revue de la conception du bureau d’étude chargé du projet de construction du réservoir AIN TEKKI côte 85 NGM à BENI YEKHLEF. Ce projet sert à construire deux cuves semi-enterrées d’une capacité de 10.000 m3 chacune. Les premières remarques sur la conception « BET » sont : Le nombre important de poteaux Le nombre important de poutres Des formes complexes de voiles Une dalle pleine en béton armé Conception identique à celle du réservoir « MERCHICHE 240 » récemment construit Ce qui influencera sur : Le délai d’exécution Le quantitatif et le budget par la suite FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 1

3 Visant l’efficience dans la réalisation de ce projet, nous essaierons de revoir sa conception en s’appuyant sur des nouvelles technologies de construction, tout en maîtrisant les trois paramètres de l’efficience : coûts /qualité/délais RESUME FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 2

4 PLAN DE CE MEMOIRE Le mémoire se compose de quatre grandes chapitres : 1.PRESENTATION DU PROJET & GENERALITES 2.CONCEPTION « BET » 3.RE-CONCEPTION & OPTIMISATION 4.MODELISATION ET ANALYSE DES RESULTATS FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 3

5 La Ville de Casablanca est subdivisée en 18 étages de pression entre côtes 55 et 240 NGM. Ces étages sont alimentés par 12 réservoirs avec 24 cuves de stockage. La réserve totale est de l’ordre de 617.000 m3. 4 4 INTRODUCTION FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

6 PRESENTATION DU PROJET & GENERALITES

7 5 5 SITUATION ET CONSISTANCE DU PROJET FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Localisation du projet : Le réservoir en projet se situe à la commune Beni Yakhlef, à la préfecture de Mohammedia. Il se situe à la rive Est du CT N° 1007, à environ 700 m du centre de Ain Tekki Le Projet a pour but l’alimentation de l’étage 85 de la ville de Mohammedia et ce par la construction d’un réservoir semi-enterré composé de deux cuves rectangulaires de capacité 10000 m 3 chacune.

8 6 6 SITUATION ET CONSISTANCE DU PROJET L’étage 85 « Mohammedia haut » est alimenté directement par un piquage au niveau de la conduite Bou- Regreg de l’ONEEP sans volume de stockage, et en vue de l’équiper en infrastructures d’eau potable et de sécuriser sa desserte en eau potable, un volume de stockage de 40000 m 3 est prévu dans le site réservé à Ben M’Ghit. Lydec a planifiée dans une 1ère phase la construction de deux cuves semi enterrées de 10000 m3 chacune ce qui répondra aux besoins actuels et futures de la ville de Mohammedia (zone haute et zone basse). FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

9 7 7 GENERALITE SUR LES RESERVOIRS Les réservoirs d’eau semi-enterrés ou enterrés: ce sont des points de stockage de grandes capacités, constitués par un ou plusieurs cuves dont le fond situe au niveau du sol ou en dessous Les Châteaux d’eau: ce sont des réservoirs surélevés de petites capacités, ils permettent de jouer un rôle de tampon entre le débit demandé par les clients et le débit fourni par la station de pompage tout en assurant la pression nécessaire pour tous les ménages. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

10 8 8 GENERALITE SUR LES RESERVOIRS le Fascicule 74 répertorie les ouvrages de stockage en béton armé dans 4 classes selon le principe de réalisation de leur étanchéité: Classe A : Ouvrages dont l’étanchéité est assurée par la structure seule; Cette méthode de conception consiste à faire jouer au béton armé à la fois les rôles de structure mécanique et d´étanchéité. Classe B : Ouvrages dont l’étanchéité est assurée par la structure complétée par un revêtement d’imperméabilisation; Ces revêtements sont réalisés avec des mortiers aux liants hydrauliques adjuvantés d´hydrofuges de masse ou de résines de synthèse. Classe C : Ouvrages dont l’étanchéité est assurée par un revêtement d’étanchéité adhérent ou indépendant du support, la structure assurant uniquement une fonction mécanique, le revêtement assurant l’étanchéité. Classe D : Ouvrages construits à l’aide d’éléments préfabriqués ; Cette classe ne diffère des classes A, B ou C que par la conception et l’exécution des joints de construction qui nécessitent des dispositifs particuliers. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 CLASSIFICATION DES OUVRAGES DE STOCKAGE DES LIQUIDES

11 9 9 GENERALITES SUR LES RESERVOIRS La partie 3 de l’Eurocode 2 a classée l’étanchéité suivant la capacité de maîtrise des fissures. Ainsi, elle définit 4 classes: Classe d’étanchéité 0 : concerne la maîtrise des fissures, cette classe tolère un certain débit de fuite ou les fuites sans conséquences. Classe d’étanchéité 1 : concerne la maîtrise des fissures traversantes à des valeurs inférieures à 0.2mm, les fuites limitées et quelques taches ou plaques d’humidité sont admises. Elle repose sur le principe d’auto-colmatage (self-healing) par sédimentation, gonflement local ou colmatage par particules de ciment. Classe d’étanchéité 2 : ne tolère pas de fissures traversantes, fuites minimales et aspect non altéré par des taches d’humidité. Classe d’étanchéité 3 : aucune fuite n’est admise. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 CLASSIFICATION DE L’ETANCHEITE DES OUVRAGES EN BETON ARME

12 10 GENERALITES SUR LES RESERVOIRS Les réservoirs sont des structures étanche de classe A dont la structure assure à la fois l’étanchéité et la résistance mécanique. En général, une structure étanche est une structure en béton armé avec : Un dosage de 385 kg/m3 à 400kg/m3 Une classe de résistance supérieure à C35/45 Un rapport E/C = 0.45 Une granulométrie et mise en œuvre appropriées En effet, pour assurer l’étanchéité et limiter strictement les fissurations, le béton doit être particulièrement plein et non seulement compact et éviter si non minimiser les reprises de coulage et choisir le jour ou le degré d’hygrométrique est élevé FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RECOMMANDATIONS

13 11 GENERALITE SUR LES RESERVOIRS FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RECOMMANDATIONS Pour les grands réservoirs, il est préférable de: Exécuter d’abord la couverture puis ensuite le radier à l’ombre de celle-ci Utiliser des hydrofuges de masse et des plastifiants Incorporer du savon noir dans l’eau de gâchage 9 kg/100 L Remplir en eau immédiatement après le durcissement du béton

14 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DESCRIPTION DE LA CONCEPTION BET DE L’OUVRAGE

15 12 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DESCRIPTION DE LA CONCEPTION BET DE L’OUVRAGE 121 poteaux espacés de 4m x 4m, sont prévus pour supporter la dalle de couverture de la cuve. Chaque poteau a une section transversale carrée de 35 cm de côté et repose sur une semelle carrée de 120x120 cm incorporée dans le radier du réservoir. LES POTEAUX

16 13 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 La paroi de la cuve qu’est en béton armé, est projetée sous une forme trapézoïdale d’une épaisseur de 0,70m au pied et 0,25 m en tête, les trous de passage des différentes tuyauteries seront réservés lors du coulage, munis des fourreaux étanches. DESCRIPTION DE LA CONCEPTION BET DE L’OUVRAGE LES PAROIS VERTICALES

17 14 Le plancher est constitué d’une dalle de couverture en béton armé de 15cm, avec un complexe d’étanchéité et des dallettes de protection, et doté de quatre réservations pour les quatre lanterneaux d’accès et d’aération. Les bords de la dalle s’articulent sur les parois verticales à travers un joint en silicone, ils sont considérés comme des consoles appuyant sur les poteaux de rives. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DESCRIPTION DE LA CONCEPTION BET DE L’OUVRAGE LE PLANCHER

18 15 FST SETTAT Licence Professionnelle Génie Civil Promotion 2012 / 2013 Pour supporter la dalle de couverture, le BET prévoit 132 poutres en béton armé d’une section rectangulaire de 0.35m x 0.25 m, et 110 entre elles ont une portée de 4.00m et 22 ont une portée de 2.00m. DESCRIPTION DE LA CONCEPTION BET DE L’OUVRAGE LES POUTRES Sera constitué d'une dalle de 0.15 m en béton armé, reposant sur une couche de 0.20m du béton poreux, ce radier jouera le rôle d’une semelle continue en béton armé. LE RADIER

19 REPRISE DE LA CONCEPTION ET OPTIMISATION FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

20 16 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Comme il a été constaté dans la présentation, le BET prévoit un nombre très important de poteaux 121 et de poutres 132. L’objectif est d’avoir une conception optimale par réduction des éléments porteurs et choix d’autres techniques permettant d’améliorer la rentabilité du projet en terme de coûts et de délais tout en améliorant sinon gardant la performance de l’ouvrage. Pour cela un calcul statique sera fait suivi d’un calcul dynamique en utilisant une modélisation en éléments fini. RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION INTRODUCTION

21 17 Compte tenu de la nature du projet et des éléments mis en évidence lors de la reconnaissance géotechnique, les cuves seront dotées d’un radier général comme fondation, ce radier sera ancré dans le sol d’assise de 4.00m par rapport au niveau du terrain naturel. Toute différence entre le niveau d’ancrage et la cote prévue pour le radier (84.80 m NGM) sera rattrapée par une couche de gros béton. Le taux de travail est de 2.50 bars. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION RECOMMANDATION DE L’ETUDE GEOTECHNIQUE

22 18 Ce pré-dimensionnement est basé sur les hypothèses suivantes : Les réservoirs sont des structures étanches de classe A dont la structure assure à la fois l’étanchéité et la résistance mécanique donc : La classe de résistance du béton : C40/50 suivant l’annotation de l’Eurocode 2 ou B40 suivant le BAEL. Ainsi nous aurons: La contrainte admissible à 28 jours : - à la compression : Fc28 = 40 MPa - à la traction : Ft28= 0.06Fc28 + 0.6 = 3 MPa La contrainte à l’état limite ultime « ELU » : - σ bc = 0.85 ( F c 2 8 / γ b ) = 22.67 MPa ( γ b = 1.5) La contrainte à l’état limite de service « ELS » : - σs= 0.6 F c28  σs= 0.6*40= 24 MPa FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION HYPOTHESES DE CALCUL

23 19 Acier FeE500 (B500 selon la norme européenne EN 10027-1-2 ) - La contrainte de calcul des aciers à l’ ELU : σs = Fe / δs avec δs =1,15 - La contrainte de traction des aciers à l’ ELS : * Celle définie par les règles BAEL : * Celle définie par l’article IV.6.2.2.a du Fascicule 74 : Fissuration très préjudiciable FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION HYPOTHESES DE CALCUL

24 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Le fascicule 74 définit les actions et les combinaisons d’actions à prendre en compte pour la justification des ouvrages en béton armé et surtout ceux destinés à retenir des liquides et suivant le type de l’ouvrage (réservoir enterré, semi enterré ou surélevé). Pour notre projet le réservoir est semi-enterré, donc les combinaisons à considérer sont : Les combinaisons fondamentales vis-à-vis des états limites ultimes (ELU): Sont celles des articles 36.212 et 36.214 des règles BAEL, aménagées de la façon suivante : C1 = 1,35 G + 1,5 (Q + y0T) + W´ (et/ou Sn) C2 = 1,35 G + 1,5 W´ + 1,3 (Q + y0T) Avec : - G : ensemble des actions permanentes; - Q : ensemble des actions variables autres que W’, Sn et T; - W´ : action du vent; - Sn : action de la neige; -T : action de la température; RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION LES COMBINAISONS D’ACTIONS 20

25 Les combinaisons accidentelles vis-à-vis des états limites ultimes (ELU): C3 = G + Q + F A + 0.6 T Avec : - F A : actions accidentelle ; Les combinaisons vis-à-vis des états limites de service (ELS) : C4 = G + Q + T C5 = G + W ( Sn) + Q + 0.6T A titre transitoire, les actions W´ en ELU et W en ELS sont ainsi fixées par rapport à l´action vent normal des règles NV65 : W´ = 1,2 fois « vent normal » ; W = « vent normal »; FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION LES COMBINAISONS D’ACTIONS 21

26 Le CPS définit les charges à prendre en compte dans le calcul des éléments des cuves : La charge permanente au dessus de la couverture équivalente au complexe d’étanchéité et à la forme de pente et de lissage : g1= 0.53 t/m² Le poids de l’acrotère : g2= 0.25 t/ml Le poids des lanterneaux : g3= 1.00 t/ml Surcharge sur la couverture : q1= 0.25 t/m² Surcharge sur le remblai : q2= 2.00 t/m² FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION CHARGES POUR CALCUL 22

27 La nouvelle conception est composée de 25 (5 x 5) poteaux de section circulaire espacés de 10m avec une dalle alvéolée en béton précontraint appuyée sur des poutres longitudinales en béton précontraint et des voiles en béton armé d’une épaisseur constante. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE-CONCEPTION ET OPTIMISATION CHARGES POUR CALCUL 23

28 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS STRUCTURELS DES CUVES FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

29 Le Plancher de la nouvelle conception sera formé d’éléments de dalles alvéolées en béton précontraint par armatures adhérentes, ces éléments étant jointifs et clavetés entre eux par des clés en béton fin. Le choix de ce type de plancher s’appuie sur ses divers avantages: Rapidité de pose (gain dans le temps d’exécution) Franchissement de portées particulièrement élevées Réduction du poids de 35% à 55% par rapport à la dalle pleine Rapport légèreté / portance assez important Bon rapport coût / qualité Etanchéité et Isolation thermique et acoustique FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PLANCHER 24

30 Pour choisir le type de la dalle alvéolée convenable à notre projet, nous avons fait recours au logiciel « Outil SEAC » d’un fabriquant des éléments de construction qui nous a donné : Dalle Alvéolée type GF 265 d’épaisseur: e= 26.5cm Epaisseur de la table de compression : 5 cm Poids propre du plancher fini : 520 daN/m 2 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PLANCHER 25

31 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PLANCHER 26

32 Les poutres se sont des éléments structurels porteurs servant comme appuis des dalles et permettant la descente des charges aux éléments porteurs de la structure (poteaux et voiles). Vu la portée importante (10m), le choix des poutres en béton précontraint s’avère incontournable et aussi pour les raisons suivantes : Portée assez grandes Possibilité de fabrication au chantier ou d’utiliser les poutres prêtes à poser (PAP) Facilité de mise en œuvre Retombée diminuée par rapport au béton armé Bon rapport qualité / prix FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES POUTRES 27

33 Pour utiliser un seul type de poutre, le dimensionnement est fait à base de la charge et de la portée les plus importantes, le logiciel « Outil SEAC » a donné (voir note de calcul): Une poutre de : 45 x 55 cm Chapeaux de rives : section: 6,41 cm², Longueur: 2,30m Chapeaux de continuité : section: 12,83 cm², Longueur: 5,60m Portée entre appuis : 10.00m FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES POUTRES 28

34 Le Fascicule 74 précise que l’épaisseur minimale de la paroi est de 15 cm pour les ouvrages de la classe A, ainsi que le règlement parasismique l’impose comme minimum pour les voiles en Béton Armé. La justification de ces parois prend en compte le type d’appui entre la paroi et le radier d’une part et la paroi et la couverture d’autre part. 1 ère cas : deux appuis articulés 2 ème cas : deux encastrements 3 ème cas : un encastrement dans le radier et une articulation en haut 1 ère cas 2 ème cas 3 ème cas FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 29

35 Les parois sont des murs voiles fondés sur des semelles filantes, ils ont un comportement d’un mur de soutènement. Pour les dimensionner on va considérer le réservoir pour différentes situations : Réservoir vide avec remblai : lors de la période de vidange et d’entretien, le réservoir est vide, dans ce cas juste la poussée des terres qui agit. Réservoir plein sans remblai : lors du test d’étanchéité, le réservoir est plein sans remblais. Réservoir plein avec remblai : pendant le fonctionnement normal, le réservoir est plein avec poussée des terres, dans ce cas la poussée des terres et celle d’eau agissent simultanément. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 30

36 PRE-DIMENSIONNEMENT: Le Guide SETRA pour l’étude et la réalisation des murs de soutènements, donne quelques règles pour le pré dimensionnement des murs de soutènement «cantilever». FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Grandeur géométriqu e Formule de Pré- dimensionneme nt Hauteur totale du mur (m) Valeur de Pré- dimensionneme nt (m) Valeur à retenir (m) e1 H/24 (min 15cm) 6,00 0,250,40 e2 H/12 * 1,150,580,40 a H/8 * 1,150,862,50 b H/6 * 1,151,153,00 Sa H/130,460,60 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 31

37 STABILITE EXTERNE: La stabilité externe des parois permet de définir leurs dimensions minimales qui vérifient la stabilité vis-à-vis de renversement et vis-à-vis de poinçonnement sous l’effet des charges extérieurs. Stabilité vis-à-vis de renversement Pour que la stabilité au renversement soit vérifiée, soit à ELS ou ELU, il faut que le rapport F entre les moments des efforts stabilisants et les moments des efforts renversants par rapport à un point A soit supérieur à 1.5 Stabilité vis-à-vis de poinçonnement La stabilité au poinçonnement consiste à vérifier que l'on se trouve suffisamment loin des conditions de rupture du sol de fondation. Elle consiste à vérifier que la contrainte normale appliquée au sol de fondation reste inférieure à la contrainte de rupture du sol. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 32

38 STABILITE INTERNE: La stabilité interne est la résistance propre des parois, qu'il faut la vérifier vis-à-vis des efforts et des déplacements qui les sollicitent, elle se vérifie par un calcul de béton armé. En effet, il faut étudier les sollicitations et les sections d’armatures dans des sections critiques de calcul bien définies. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 33

39 STABILITE INTERNE: Vérification de la stabilité par CYPE La vérification de la stabilité interne et même externe, est faite à l’aide du module Mur de Soutènement du logiciel CYPE (voir la note de calcul en annexe). FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 34

40 STABILITE INTERNE: Vérification de la stabilité par RDM6 Le programme RDM6 permet de récapituler les sollicitations internes et les déformations maximales des voiles lorsque le réservoir est en service (voir note en annexe): Moments fléchissant (N.m) contraints Normales Internes (MPA) FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES PAROIS VERTICALES 35

41 Les poteaux se calculent à ELU, statiquement, ils sont soumis à des efforts normaux dus à des charges d’exploitation et des charges permanentes; La charge horizontale de la poussée de l’eau s’annule puisque l’eau entoure toute la section du poteau. Dans la nouvelle conception: La hauteur totale du poteau est 6,00m. La surface d’influence la plus importante est celle des poteaux de milieu S= 10x10 = 100m. La section des poteaux projetés sera circulaires, pour ne pas avoir des effets d’érosion des coins de la section du poteau suite à la vitesse du liquide. Une seule section pour tous les poteaux pour pouvoir travailler d’un seul type de coffrage. Descente de Charges: Tout calcul fait donne une section de diamètre D= 0.50 m. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES POTEAUX 36

42 Les poteaux seront fondés sur des semelles isolées capables de supporter et transmettre les charges sur les poteaux et leurs poids propre, elles se calculent à ELU et ELS. Le calcul a donné des semelles carrées de 3.20 x 3.20 m et d’épaisseur totale de 0.70 m avec un chapiteau de 0.50m. FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES SEMELLES -POTEAUX RADIER Le radier est soumis statiquement aux effets du poids de l’eau suivant le niveau du liquide. Le niveau maximal est 5.30 m, d’où : PW = 5.30 x 10 = 53 KN Et pour ne pas avoir un radier général d’une épaisseur assez importante, nous optons pour un Radier Champignon, avec des semelles isolées au niveau des poteaux. 37

43 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES RADIER La justification de l’épaisseur de ce radier est faite à travers le module CypeCad du logiciel Cype, et pour ce, nous avons crée deux modules avec e= 15cm et e=20cm, et nous allons comparer les résultats. Les déplacements verticaux (Tassement) e= 15cm e= 20cm Pour les deux modèles la flèche est maximale au niveau des poteaux et le déplacement au niveau du radier e=20cm est légèrement plus grand que le radier e=15cm à cause de la différence du poids 38

44 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES RADIER Les contraintes sur le terrain (contrainte admissible 2.50MPA) e= 15cm e= 20cm La même remarque que les tassements, la contrainte sur le terrain est plus grande pour le radier e=20cm que celle du radier e=15cm et elle est beaucoup plus importante au dessous des poteaux. 39

45 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES RADIER L’effort tranchant dimensionnant e= 15cm e= 20cm L’effort tranchant dimensionnant est élevé pour le radier e=20cm par rapport au radier e=15cm. Donc d’après ces comparaisons, le choix le plus optimal est le radier d’épaisseur e= 15cm. 40

46 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 DIMENSIONNEMENT STATIQUE DES ELEMENTS DES CUVES RADIER 41

47 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015

48 CYPECAD est un module du logiciel CYPE, réalisant le calcul et le dimensionnement des structures en béton armé et métalliques, soumises à des actions horizontales et verticales, pour la construction de bâtiments et de projets de génie civil. Il garantit une fiabilité de calcul avec la conception des plans d’exécution. Le choix de CYPECAD n’est pas forfaitaire, il permet la modélisation des poutres en béton précontraint et les dalles alvéolées. MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE LOGICIEL DE MODELISATION Dans notre cas, l’étude dynamique est appliquée en utilisant une modélisation en éléments fini qui tient compte du comportement réel du remblai, des parois et de la fondation. Elle permettra de : Vérifier les dimensions calculées statiquement; Etudier la déformabilité de l’ouvrage; Observer le comportement des parois et de la couverture vis-à-vis des actions dynamiques; ETUDE DYNAMIQUE DU RESERVOIR 42

49 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 Pour qu’une structure ait un bon comportement envers les actions dynamiques, il faut qu’elle soit ductile et il faut : Utiliser un béton d’une résistance supérieure à 22MPA Utiliser des armatures à haute adhérence avec une limite d’élasticité importante ( Fe500 MPA ) Eviter la concentration des contraintes (changement de section, moment négatif dans la partie comprimé du béton…) Augmenter la raideur de la structure par des voiles et des portiques en Béton Armé Augmenter la ductilité des poteaux en choisissant des sections convenables Avoir une bonne stabilité de forme des poutres (h < 4 b) MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE ETUDE DYNAMIQUE DU RESERVOIR 43

50 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE VERIFICATION DYNAMIQUE DES PAROIS Pour analyser le comportement des parois vis-à-vis des actions sismiques, on va considérer deux combinaisons principales : Réservoir vide avec poussée des terres. Réservoir plein avec poussée des terres Les modèles dynamiques montrent que les parois se comportent presque de la même manière pour les deux combinaisons (réservoir plein et vide). 44

51 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE VERIFICATION DYNAMIQUE DES PAROIS La vérification de la condition de cisaillement de base est concluante, lorsque la valeur dynamique totale à la base (Vd), obtenue après avoir réalisé la combinaison modale, est inférieure à 90 % du cisaillement sismique statique de base (Vs). 45

52 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE VERIFICATION DYNAMIQUE DES PAROIS 46

53 Déplacement horizontal suivant l’axe « X » Déplacement horizontal suivant l’axe «Y » FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE VERIFICATION DYNAMIQUE DE LA COUVERTURE La couverture de la cuve doit résister simultanément aux efforts des déplacements horizontaux et aux efforts de soulèvement sous l’effet de la vague d’eau due à l’oscillation de la masse convective du liquide. Le modèle montre que les déformations sont tolérables : 47

54 FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 MODELISATION ET ETUDE DYNAMIQUE VERIFICATION DYNAMIQUE DE LA COUVERTURE 47

55 Nous venons de démontrer par des calculs statiques via des feuilles Excel et des modèles dynamiques à travers le logiciel CYPE que la conception du réservoir AIN TEKKI peut être optimisée, ce qui permettra à LYDEC en tant que maitre d’ouvrage et maitre d’œuvre de gagner sur tous les niveaux quantitatif (délais, budget) et qualitatif. Le tableau ci-dessous récapitule les avantages de la nouvelle conception : FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 CONCLUSION 48

56 Elément StructurelDescriptionAvantage Dalle alvéolée Dalle alvéolée préfabriquée en Béton précontraint avec table de compression de 5cm et un poids total de 520 daN/m²  Rapidité de pose (gain dans temps d’exécution)  Franchissement de portées particulièrement élevées  Réduction du poids de 35% à 55% par rapport à la dalle pleine de même épaisseur  Bon rapport légèreté / portance  Bon rapport coût / qualité  Etanchéité et Isolation thermique et acoustique Poutres Poutre en béton précontraint préfabriquée ou coulée sur place de section 0,45x 0,55  Possibilité de fabrication in site ou en usine par utilisation des poutres prêtes à poser (PAP)  Gain sur le délai d’exécution 30 poutres au lieu de 132 poutres  Portée assez importante  Facilité de mise en œuvre  Retombée diminuée par rapport au béton armé  Bon rapport qualité / prix Poteaux 25 poteaux en Béton armé de section circulaire ø 50cm  Gain sur quantité du béton 25 poteau au lieu de 121et sur les délais d’exécution  La surface d’influence des poteaux est passée de 4mx4m à 10mx10m Section circulaire pour éviter le phénomène d’érosion Voile Voile d’épaisseur constante de 0,40m muni d’ouverture et posée sur une semelle filante  Le voile encastrée à la fois dans le radier et dans le plancher, dans ce cas il sera mieux d’avoir des voiles avec une épaisseur constante et surtout dans la partie subissant un moment maximal positif  Les ouvertures latérales permettent d’absorber les oscillations de la masse convective du liquide FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 CONCLUSION 49

57 Merci CONCEPTION BET CONCEPTION BET MODELISATION ET ANALYSE MODELISATION ET ANALYSE FST SETTAT Master profesionnel en Génie Civil Promotion 2013 / 2015 RE - CONCEPTION & OPTIMISATION RE - CONCEPTION & OPTIMISATION Réalisé par : Mr EL MOUBARI HASSAN