Fiche de révision : Génie civil et construction

📋 Plan du Cours

1. Acteurs et marchés de la construction
2. Lecture et types de plans
3. Fondations et planchers
4. Murs et chaînages
5. Poutres et systèmes de plancher
6. Bétonnage et coffrages
7. Grues et levage de charges
8. Transport et planification du matériel
9. Sols et types de fondations
10. Ouvrages de soutènement
11. Charges et calcul du poids

📖 1. Acteurs et marchés de la construction

🔑 Notions clés & Définitions

• Méthode de construction : Manière de construire et moyens mis en œuvre.
• Maître d’œuvre : Garantit la technique, notamment le respect des normes, et réalise la conception et les dessins du projet.
• AMO : Épaulе le maître d’ouvrage dans son travail.

★ À maîtriser

• Le secteur de la construction est réglementé par des lois et comprend des marchés publics et des marchés privés.

• Le génie civil se répartit entre trois secteurs :

  • le bâtiment
  • les ouvrages d’art
  • l’aménagement

• La maîtrise d’ouvrage peut être exercée par :

  • un particulier
  • une entreprise
  • un institutionnel
  • une collectivité locale ou territoriale
  • l’État

📌 Le CSPS rédige le Plan général de coordination, qui organise le déroulement du chantier et identifie ses risques, tandis que l’OPC coordonne concrètement le chantier.

Compléments

• Les marchés de travaux peuvent être réalisés par une entreprise générale ou par des corps d’état séparés ; le cours associe l’OPC aux corps d’état séparés.

• Les grandes entreprises citées sont Bouygues, Eiffage et Vinci ; les entreprises de taille intermédiaire citées sont NGE, Sade et Spie batignolles.

• Peuvent être à la fois maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre :

  • la SNCF
  • la RATP
  • EDF

📖 2. Lecture et types de plans

🔑 Notions clés & Définitions

• DCE : Dossier de consultation des entreprises, indiqué sur un plan par le sigle DCE.

★ À maîtriser

• Le cartouche d’un plan contient notamment :
  • l’identification de l’affaire
  • la désignation du dessin
  • l’échelle
  • la date
  • l’auteur

Compléments

• Les modifications et avis successifs portés sur un plan sont suivis au moyen de lettres appelées indices.

• La mention BPC, « Bon pour construction », marque l’étape finale de validation d’un plan pour la construction.

• Les plans comprennent notamment les plans de situation et de masse, ainsi que des plans d’architecture, de structure et des plans techniques.

• Les plans d’architecture représentent notamment :

  • les niveaux
  • les coupes
  • les détails du bâtiment

• Les plans sont cotés généralement en centimètres.

📖 3. Fondations et planchers

🔑 Notions clés & Définitions

• Longrine : Poutre située au niveau des fondations et associée aux semelles isolées.

★ À maîtriser

• Les fondations superficielles comprennent :
  • les semelles isolées sous les poteaux
  • les semelles filantes sous les murs
  • le radier sous toute la surface du bâtiment

📌 Un dallage repose sur le sol, tandis qu’une dalle est portée par des poutres.

Compléments

📌 Les pieux forés sont réalisés en perçant le sol, tandis que les pieux battus sont enfoncés en frappant depuis le dessus du sol.

• Sur un plan de fondation, Mpi ou M signifie massif, représenté par un petit carré correspondant à une semelle isolée sous un poteau.

• As signifie arase supérieure et Ai signifie arase inférieure sur les plans de fondation.

• Un dallage est généralement moins coûteux, mais sa réalisation dépend de l’état du sol.

💡 Astuce mémo

Dallage posé sur le sol, dalle portée par des poutres

📖 4. Murs et chaînages

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaînage vertical : Renforcement d’une construction en parpaings, notamment aux angles ou aux endroits où se trouvent des poutres, avec des barres d’acier noyées dans le béton.

• Mur à ossature bois : Présenté comme adapté aux petites constructions.

📝 Points essentiels

• Le chaînage horizontal peut être réalisé avec des parpaings en U.

• Sont cités comme matériaux ou types de murs lourds :

  • le voile en béton armé
  • la brique
  • la pierre
  • le parpaing

📖 5. Poutres et systèmes de plancher

📝 Points essentiels

• La retombée de poutre est la partie de la poutre visible depuis le plancher inférieur.

• Les poutrelles hourdis sont également appelées poutrelles entrevous.

• Les planchers champignons, souvent utilisés dans les parkings, évitent les retombées de poutres, mais nécessitent des dalles épaisses pour supporter le poids des voitures.

• Une dalle alvéolée précontrainte est désignée par le sigle DAP.

• La dalle sur bac acier reprend une partie des efforts de traction et sert de fond de coffrage.

• Le polystyrène est présenté comme peu coûteux et pratique, mais il transmet le bruit en raison de sa faible masse.

📖 6. Bétonnage et coffrages

🔑 Notions clés & Définitions

• Béton coulé en place : Béton mis en œuvre sur le chantier à l’aide de moules et de matériel coffrant.
• Banche : Coffrage modulaire réutilisable, composé de deux parements.
• Mannequin : Pièce en bois qui empêche le béton de couler dans une zone prévue, par exemple une ouverture de fenêtre.
• Coffrage auto-grimpant : Coffrage qui monte sans grue et peut s’appuyer sur un système de vérinage dans le noyau central.
• Coffrage glissant : Coffrage qui permet de bétonner en continu.
• Contre-flèche : Courbure préalablement donnée à une poutre ou à un élément de structure pour compenser sa déformation sous la charge prévue.
• Noyau central : Le noyau central regroupe les circulations verticales, comme les ascenseurs et les gaines thermiques.

★ À maîtriser

📌 La préfabrication consiste à fabriquer des éléments en usine avant de les assembler sur le chantier, contrairement au béton coulé en place réalisé directement sur le chantier.

Compléments

• Un ouvrage préfabriqué comporte toujours une phase de bétonnage.

• Un prémur coûte plus cher qu’un mur traditionnel, mais demande moins de temps et de personnel pour réaliser le projet.

• Les escaliers en béton sont préfabriqués dans 99 % des cas.

💡 Astuce mémo

Coffrer, couler, laisser durcir

📖 7. Grues et levage de charges

🔑 Notions clés & Définitions

• Élingue : Interface en tissu entre le crochet de la grue et le haut de la charge levée.

★ À maîtriser

• La capacité de levage d’une grue diminue lorsque la charge est éloignée de son axe, tandis que l’autre côté de la grue demeure fixe pour contribuer à l’équilibre.

Compléments

• Un immeuble de 42 m correspond à une hauteur d’environ 12 à 15 étages au maximum.

• Une grue à montage autonome se monte en quelques heures et est présentée comme adaptée aux petits lotissements plutôt qu’aux grands chantiers.

• Liebherr et Potain sont cités comme les deux plus grands fabricants de grues.

📖 8. Transport et planification du matériel

🔑 Notions clés & Définitions

• Porte-charge : Équipement de manutention permettant de transporter des charges lourdes, avec une capacité allant de 25 kg à plus de 400 kg selon les modèles.
• Lift de chantier : Ascenseur temporaire destiné à transporter rapidement et en sécurité le personnel et les matériaux sur un chantier.

★ À maîtriser

📌 Pour un levage, plus la charge doit être élevée ou éloignée, plus sa capacité admissible diminue, et inversement.

📌 Pour optimiser les coûts, il faut définir le matériel nécessaire et l’utiliser au maximum sur le chantier sans le laisser inutilisé.

Compléments

• Le matériel concerné se déplace principalement par la route ou, de préférence, sur un porte-charge.

• Pour déterminer une capacité de levage, on trace les traits de levage et de hauteur, puis on les confronte à la portée.

• La grue araignée facilite le transport des panneaux de verre.

• Les matériels de chantier évoqués sont loués, ce qui coûte cher en raison du recours à des prestataires extérieurs.

• Un planning journalier d’utilisation des banches indique chaque jour celles qui sont utilisées ou non afin de prévoir le matériel à commander.

• Le niveau moyen de marge sur une opération de construction est indiqué à 3 %.

💡 Astuce mémo

Matériel laissé inutilisé → coûts de chantier optimisables.

📖 9. Sols et types de fondations

🔑 Notions clés & Définitions

• Longrine : Poutre horizontale située au niveau du sol.

★ À maîtriser

📌 Une fondation est superficielle si $d/B \leq 1.5$, semi-profonde si $1.5 < d/B < 5$ et profonde si $d/B > 5$, où $d$ est la profondeur d’ancrage et $B$ la largeur de la base, en mètres.

• Les fondations superficielles comprennent : les semelles filantes sous les voiles, les semelles isolées sous les poteaux, les radiers sous l’empreinte globale de la construction

📌 Les fondations superficielles sont à privilégier lorsque les premières couches du terrain sont résistantes et que l’ouvrage n’est pas trop lourd ; elles demandent peu de béton et des engins de terrassement classiques.

Compléments

• Les graves ont des grains de plus de 2 mm, une forte aptitude au terrassement et une très forte perméabilité à l’eau ; le risque signalé pour les ouvrages concerne la stabilité des pentes sur talus.

• Les calcaires sont des roches tendres difficiles à terrasser, qui peuvent nécessiter un brise-roche hydraulique ; leur solubilité permet une circulation d’eau et expose les ouvrages au risque de cavités.

• Les fondations profondes sont présentées comme permettant d’éviter les mouvements, mais elles coûtent cher ; une fondation superficielle est préférée lorsqu’elle est possible.

• Les fondations profondes avec refoulement comprennent :

  • les pieux en bois
  • les pieux métalliques battus ou foncés
  • les pieux métalliques battus enrobés
  • les pieux en béton armé battus ou foncés
  • les pieux vissés moulés

• Les fondations profondes sans refoulement comprennent :

  • les pieux forés
  • les pieux forés tubés
  • les pieux à tarière creuse
  • les micropieux
  • les barrettes

• 🔄 La réalisation d’un micropieu suit ces étapes :

  1. Forer le sol.
  2. Poser un tube métallique.
  3. Remplir avec du coulis de ciment avec ou sans pression.
  4. Réaliser un massif en béton armé sur la tête du pieu.

• Les puits marocains des fondations semi-profondes du viaduc de Millau ont une profondeur de 18 m, un diamètre de 7 m et une largeur de 1 m.

💡 Astuce mémo

Avec refoulement : le pieu écarte le sol ; sans refoulement : le forage précède le pieu.

📖 10. Ouvrages de soutènement

🔑 Notions clés & Définitions

• Ouvrage de soutènement : Construction destinée à retenir un massif de sol.
• Buton : Gros tube métallique ou en bois qui stabilise une paroi pendant la phase provisoire des terrassements.

★ À maîtriser

📌 Les soutènements comprennent les murs poids, notamment les murs en L, les murs en T et les gabions, ainsi que les écrans minces, notamment les ouvrages encastrés auto-stables et les ouvrages encastrés avec ancrages.

• La poussée des terrains déstabilise un soutènement, tandis que le frottement contribue à le stabiliser.

Compléments

• Le calcul d’un soutènement vérifie :

  • le non-glissement sur la base du soutènement
  • le non-renversement autour du point A
  • la stabilité générale
  • le non-poinçonnement du sol

• Les murs poids ne sont pas adaptés lorsqu’on ne peut pas creuser sans affecter les bâtiments environnants ; dans ce cas, on peut recourir à un écran mince.

• Les voiles contre terre et les voiles projetés nécessitent un sol cohésif et leur réalisation prend du temps.

• La paroi parisienne est une variante de la paroi berlinoise dans laquelle les profilés sont remplacés par des pieux en béton.

• Les pieux sécants se croisent, tandis que les pieux tangents sont accolés les uns aux autres.

• Les parois moulées sont utilisées dans les terrains de mauvaise qualité et pour les ouvrages importants.

💡 Astuce mémo

La poussée déstabilise ; le frottement stabilise.

📖 11. Charges et calcul du poids

★ À maîtriser

📌 Les charges permanentes sont notées $G$, les charges d’exploitation $Q$, les charges climatiques $W$ pour le vent, $S$ pour la neige et $T$ pour la température, et les charges accidentelles $A$.

📐 Formule - La masse d’un matériau vaut $m = \rho_{\text{matériau}} V_{\text{matériau}}$ et son poids vaut $P = mg$, exprimé en newtons lorsque la masse est en kilogrammes et l’accélération en mètres par seconde carrée.

📌 Une charge surfacique s’applique sur une surface et s’exprime en N/m², une charge linéique s’applique le long d’un élément et s’exprime en N/m, et une charge ponctuelle s’applique en un point et s’exprime en N.

Compléments

• Les charges d’exploitation et les charges climatiques sont variables.

• L’origine des charges permanentes, d’exploitation et de neige est la gravité.

• Les masses volumiques indiquées sont :

  • 2 500 kg/m³ pour le béton armé
  • 7 800 kg/m³ pour l’acier
  • 600 kg/m³ pour le bois
  • 1 000 kg/m³ pour l’eau

• La pression du vent est exprimée en newtons par mètre carré et son calcul part de la vitesse du vent.