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UNIVERSITE D'ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du Diplôme de Licence es-Sciences Techniques en Bâtiment et Travaux Publics CONCEPTION ET ETUDE DE LA CONSTRUCTION D'UN BATIMENT

R+4 A USAGE D'APPARTEMENT SIS A IVANDRY

Présenté par : RANDRIAHARIMANANA Iavotry Ny Aina Anniel Sous la direction de : Madame RAVAOHARISOA Lalatiana

Promotion 2012

Date de la soutenance : 30 novembre 2013

UNIVERSITE D'ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du Diplôme de Licence es-Sciences Techniques en Bâtiment et Travaux Publics CONCEPTION ET ETUDE DE LA CONSTRUCTION D'UN BATIMENT

R+4 A USAGE D'APPARTEMENT SIS A IVANDRY

Présenté par : RANDRIAHARIMANANA Iavotry Ny Aina Anniel

Membres de Jury :

Président : M. RAHELISON Landy Harivony

Rapporteur : Mme RAVAOHARISOA Lalatiana

Examinateur : M. RAZAFINJATO Victor

M. RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina

Promotion 2012

Mémoire de fin d'études

REMERCIEMENTS

Nous tenons à exprimer nos plus vifs remerciements tout d'abord à Dieu, puis à toutes les

personnes qui ont porté intérêt à l'élaboration de ce mémoire de fin d'étude, en particulier :

- Monsieur ANDRIANARY Philippe, Directeur de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo, pour tous les efforts qu'il a déployés en vue de notre formation dans de louable voie ; - Monsieur RAHELISON Landy Harivony, Chef du Département Bâtiment et Travaux Publics, qui a assumé sa responsabilité pour assurer le suivi de notre formation ; - Madame RAVAOHARISOA Lalatiana, qui est, en dépit de son emploi du temps très surchargé, a bien voulu accepter de diriger ce mémoire de fin d'études ; - Monsieur Mamindraibe Florent RAHARINOSY, Directeur Général de l'entreprise E.C.E (Entreprise de Construction et d'Etude) qui nous a accueilli au sein de son entreprise ; - Tous les membres de jury, qui ont bien voulu évaluer notre modeste projet - Tous les enseignants ainsi que le personnel de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo ; - Toute la famille et les amis pour leur présence et leur soutien Vos amples contributions et supports dévoués vont droit au coeur.

RANDRIAHARIMANANA Iavotry Ny Aina Anniel

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

SOMMAIRE

SOMMAIRE

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES FIGURES

LISTE DES ANNEXES

LISTE DES NOTATIONS ET DES ABREVIATIONS

INTRODUCTION

PARTIE I : ENVIRONNEMENT DU PROJET

Chapitre I. ETUDES PRELIMINAIRES

Chapitre II. CONCEPTION ARCHITECTURALE DU PROJET

CONCLUSION PARTIELLE

PARTIE II : ETUDE TECHNIQUE

Chapitre III. PRE-DIMENSIONNEMENT

Chapitre IV. DESCENTE DE CHARGE

Chapitre V. CALCUL DES STRUCTURES

Chapitre VI. DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS EN BETON ARME

CONCLUSION PARTIELLE

PARITE III : TECHNOLOGIE DE MISE EN OEUVRE

Chapitre VII. CONTROLE DE QUALITE

Chapitre VIII. EXECUTION DES TRAVAUX

CONCLUSION PARTIELLE

PARTIE IV : EVALUATION FINANCIERE DU PROJET

Chapitre IX. DEVIS DESCRIPTIF

Chapitre X. SOUS DETAIL DE PRIX

Chapitre XI. DEVIS QUANTITATIF ET ESTIMATIF

ANALYSE ET SUGGESTIONS

CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE

ANNEXES

TABLE DES MATIERES

Mémoiredefind'études

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Evolution de la température mensuelle de 2006-2009 [°C] ....................................4

Tableau 2: Evolution mensuelle de la pluviométrie de 2006-2009 [mm] ................................5

Tableau 3: Evolution mensuelle de la vitesse du vent [m/s] .....................................................5

Tableau 4:Répartition de la population d'Analamanga par âge [hab] .......................................6

Tableau 5 : Principales cultures de la région d'Analamanga [t] ...............................................7

Tableau 6: Tableau des surfaces de T2 du Jardin d'Eden ....................................................... 10

Tableau 7: Tableau des surfaces de T3 du Jardin d'Eden ....................................................... 11

Tableau 8:Tableau des surfaces de T4 du Jardin d'Eden ........................................................ 12

Tableau 9: Analyse multicritère pour le choix de l'ossature ................................................... 14

Tableau 10:Analyse multicritère pour le choix du plancher ................................................... 14

Tableau 11 : Nombre de personnes dans les appartements .................................................... 16

Tableau 12 : Nombre d'occupants par étage .......................................................................... 16

Tableau 13 : Section des poutres ........................................................................................... 21

Tableau 14 : Tableau résumant les sections des poteaux intérieurs. ....................................... 22

Tableau 15 : Tableau résumant la section des poteaux de rives. ............................................ 22

Tableau 16 : Récapitulation des charges permanentes G [daN] ............................................. 27

Tableau 17 : Surcharges d'exploitation des pièces. ............................................................... 27

Tableau 18 : Récapitulation des surcharges d'exploitations Q [daN] ..................................... 28

Tableau 19 : Valeurs du coefficient relatif à l'effet du site .................................................... 30

Tableau 20 : Valeurs de la pression dynamique de base [daN/m²] ......................................... 31

Tableau 21 : Section des poteaux [cm²]................................................................................. 32

Tableau 22 : Position du centre gravité G.............................................................................. 32

Tableau 23 : Distance di des poteaux par rapport au centre de gravité et leur moment d'inertie

............................................................................................................................................. 33

Tableau 24 : valeur de ȝ pour chaque niveau ........................................................................ 33

Tableau 25 : valeur de F

i pour chaque niveau [daN] ............................................................. 34

Tableau 26 : Composantes horizontales du séisme [daN] : .................................................... 34

Tableau 27 : valeur de F

i pour chaque niveau [daN] ............................................................. 35

Tableau 28 : Récapitulation des charges pour le poteau P1 et P1' [daN]................................ 35

Tableau 29 : Récapitulation des charges pour le poteau P2 et P2' [daN]................................ 36

Tableau 30 : Récapitulation des charges pour le poteau P3 et P3' [daN]................................ 36

Tableau 31 : Type de sections sur chaque appui. ................................................................... 48

Tableau 32 : Type de sections sur chaque travée. .................................................................. 48

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

Tableau 33 : Détermination des armatures sur les appuis. ..................................................... 49

Tableau 34 : Détermination des armatures sur les travées...................................................... 49

Tableau 35 : Détermination des armatures sur les appuis C (droite) et C' (gauche) ............... 50

Tableau 36 : Nécessité des armatures d'âmes ou non sur les appuis. ..................................... 51

Tableau 37 : Valeur de l'espacement S

t,0 (SSA). ................................................................... 53

Tableau 38 : Valeur de l'espacement S

t,0 (SDA) ................................................................... 53

Tableau 39 : Répartition des armatures d'âmes sur la travée C-C'. ........................................ 54

Tableau 40 : Vérification de l'adhérence des aciers tendus .................................................... 55

Tableau 41 : Sections d'armatures sur les poteaux ................................................................ 58

Tableau 42 : Calcul du coefficient de déboursés.................................................................... 92

Tableau 43 : Prix unitaire Béton dosé à 350 Kg de ciment .................................................... 92

Tableau 44 : Prix unitaire des armatures en acier de tout diamètre. ....................................... 93

Tableau 45 : Prix unitaire des coffrages en bois ordinaire. .................................................... 93

Tableau 46 : Prix unitaire Béton dosé à 350 Kg de ciment pour pieux. .................................. 94

Tableau 47 : Détail quantitatif et estimatif de l'ouvrage (DQE). ............................................ 95

Tableau 48 : Récapitulation général BDE. .......................................................................... 103

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Vue par satellite du site ...........................................................................................3

Figure 2 : Schéma de répartition au rez-de-chaussée ...............................................................8

Figure 3: Schéma de répartition au 1er et 2ème étage ..............................................................9

Figure 4: Schéma de répartition au 3ème et 4ème étage ..........................................................9

Figure 5: Appartement de type T2 ........................................................................................ 10

Figure 6: Appartement de type T3 ........................................................................................ 11

Figure 7: Appartement de type T4 ........................................................................................ 12

Figure 8: Modélisation du bâtiment ...................................................................................... 24

Figure 9: Plan de repérage de l'axe 2 .................................................................................... 25

Figure 10: Distance entre les poteaux et l'origine O .............................................................. 32

Figure 11: distance entre le centre de gravité G et chaque poteau .......................................... 32

Figure 12: Charge appliquée à la structure à l'ELU [KN/ml] ................................................ 39

Figure 13: Charge appliquée à la structure à L'ELS [KN/ml] ................................................ 40

Figure 14: Courbe enveloppe du moment fléchissant à l'ELU [KN.m] .................................. 40

Figure 15: Courbe enveloppe du moment fléchissant à l'ELS [KN.m] .................................. 41

Figure 16 : Valeurs des moments fléchissants à l'ELU [KN.m]............................................. 46

Figure 17 : Valeurs des moments fléchissants à l'ELS [KN.m] ............................................. 46

Figure 18 : Dimensions de la poutre...................................................................................... 46

Figure 19 : Poutre de section à simple armature .................................................................... 47

Figure 20 : Poutre de section à double armatures .................................................................. 49

Figure 21 : Valeurs des efforts tranchant à l'ELU sur la section à étudier [KN] ..................... 51

Figure 22 : Espacement des armatures d'âme sur l'appui C ................................................... 54

Figure 23 : Coupe A-A ......................................................................................................... 55

Figure 25 : Vue en élévation du poteau ................................................................................. 59

Figure 26 : Dimensions du plancher ...................................................................................... 60

Figure 27 : Poutrelle en section en T ..................................................................................... 62

Figure 28 : Panneaux préfabriqués ........................................................................................ 70

Figure 29 : Cales à béton ...................................................................................................... 71

Figure 30 : Façonnage de l'armature ..................................................................................... 72

Figure 31 : Assemblage des armatures .................................................................................. 72

Figure 32 : Gâchage à la main............................................................................................... 74

Figure 33 : Trémie et camion toupies .................................................................................... 75

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

Figure 34 : Grue et godet ...................................................................................................... 76

Figure 35 : Coulage du béton ................................................................................................ 77

Figure 36 : Vibration du béton .............................................................................................. 78

Figure 37 : Ferraillage du poteau .......................................................................................... 79

Figure 38 : Coffrage d'un poteau .......................................................................................... 80

Figure 39 : Chandelle de la poutre ........................................................................................ 81

Figure 40 : Ferraillage et Coffrage de la poutre ..................................................................... 82

Figure 41 : Mise en place des étais et des hourdis ................................................................. 83

Figure 42 : Bouchage du hourdis et mise en place des armatures........................................... 83

Figure 43 : Coulage et réglage de la dalle de compression .................................................... 83

Mémoiredefind'études

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LISTE DES ANNEXES

ANNEXE I : DESCENTE DES CHARGES ........................................................................... I

ANNEXE II : CALCUL DES STRUCTURES .................................................................... XI

ANNEXE III : BETON ARME .......................................................................................... XV

ANNEXE V : ETUDE DE SOL ..................................................................................... XVIII

ANNEXE VII : SECTION DES ARMATURES .......................................................... XXXIII ANNEXE VIII : PLAN DE FERRAILLAGE POUTRE .............................................. XXXIV

ANNEXE IX : PLANS D'ARCHITECTURE................................................................XXXII

Mémoiredefind'études

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LISTE DES NOTATIONS ET DES ABREVIATIONS

1. Abréviation

GETIM :

ECE :

Entreprise de Construction et d'Etude

ATA :

Atelier Tananarivien d'Antananarivo

TFM :

Froid de Madagascar

BA :

Béton Armé

BAEL :

Béton Armé aux Etats Limites

CEM :

Cement

ELS :

Etat Limite de Service

ELU :

Etat Limite Ultime

HA :

Haute adhérence

RDC :

Rez-de-chaussée

TN :

Terrain Naturel

FP :

Fissuration Préjudiciable

FPP :

Fissuration Peu Préjudiciable

FTP :

Fissuration Très Préjudiciable

TTC :

Toutes Taxes Comprises

WC :

Water Closet

LNTPB :

Laboratoire National des Travaux Publics et du Bâtiment EPI :

EPI : Equipement de Protection Individuel

NV :

NV : Neige et Vent

2. Indice en minuscule romaine

b :

Béton

t : traction g : gauche d : droite ser : service c : compression

3. Notation en minuscule romaine

x, y : axes de coordonnées x, y. d :

Hauteur utile du béton

d' : Distance du centre de gravité de l'armature comprimée par rapport

à la fibre la plus comprimée

fe : Limite d'élasticité fbu : Résistance en compression de calcul du béton fed : Résistance de calcul en acier à l'ELU b : Désigne une dimension transversale (largeur ou épaisseur d'une section). n:

Nombre de niveau supportés par le poteau

v :

Vitesse

c :

Coefficient de pression

q : surcharge au m² supportée par le plancher lf : longueur de flambement

Mémoiredefind'études

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a :

Petit dimension d'un poteau

e :

Enrobage des armatures

fc28, ft28 : Résistance caractéristique à la compression la traction du béton âgé de 28 jours

qd :

Pression dynamique

st: Espacement des armatures transversales l0 : Longueur libre du poteau h0 : Epaisseur d'une dalle h :

Hauteur totale d'une section de béton armé

4. Notation en majuscule romaine

L :

Longueur ou portée

A :

Aire d'une section des armatures

B :

Aire d'une section de béton

Cs :

Coefficient de site

Ch :

Coefficient de hauteur

Cm :

Coefficient de masque

W :

Action du vent

V :

Effort tranchant

F : Force N :

Effort normal de compression

I :

Moment d'inertie en général

Mu :

Moment de calcul ultime

M :

Moment en général

G :

Action ou charge permanent

H : Hauteur de construction à partir du niveau zéro du sol Q :

Action ou charge variable

S :

Surface ou section

5. Minuscule grecque

ɲ : Coefficient sans dimension

ʍbc : Contrainte de compression du béton

ɷ : Effet de dimension

ɽ : Coefficient sans dimension

ʄ : Elancement mécanique d'une pièce

ʅ : Coefficient sans dimension

ʅlu : Moment fléchissant limite réduit à l'ELU ʅbu : Moment fléchissant agissant réduit à l'ELU

ʍ : Contrainte normal en général

6. Unités

cm :

Centimètre

daN :

Décanewton

KN :

Kilonewton

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

kg :

Kilogramme

m :

Mètre

MPa :

Mégapascal

AR :

Ariary

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

INTRODUCTION

Pour satisfaire les besoins, les constructeurs se livrent à l'activité de bâtir un bâtiment.

Ce dernier est destiné d'une part à servir d'abri, d'autre part à manifester leur permanence

comme fonction sociale, politique ou culturelle. Un immeuble, dans son sens courant est un bâtiment à plusieurs étages. Il peut être conçu pour assurer des fonctions résidentielles, administratives (privées ou publiques) ou financières. Etant donnée sa structure multi-étage, un immeuble comprend souvent plusieurs utilisateurs, qu'ils soient locataires ou copropriétaires. Il comprend plusieurs unités d'habitation appelées appartements. Un appartement comporte un certain nombre de pièces et qui n'occupe qu'une partie

d'un immeuble, situé généralement dans une ville. Il peut être occupé par son propriétaire ou

par une personne tierce appelée locataire, acte entériné par la conclusion d'un contrat de bail

qui peut différer selon que le logement est meublé ou non. C'est dans ce contexte que s'articule le thème du présent mémoire intitulé " CONCEPTION ET ETUDE D'UN BATIMENT R+4 AVEC COMBLE A USAGE

D'APPARTEMENT SIS A AMBODIVOANJO ».

Le contenu de ce livre renferme quatre grandes parties : - Environnement du projet ; - Etude technique ; - Technologie de mise en oeuvre ; - Evaluation financière du projet. Dans le but d'alléger le contenu du document, les informations complémentaires sont regroupées en annexes.

Mémoiredefind'études

PARTIE I : ENVIRONNEMENT DU

PROJET

Mémoiredefind'études

RANDRIAHARIMANANAIavotryNyAinaAnniel

PARTIE I : ENVIRONNEMENT DU PROJET

ChapitreI. ETUDESPRELIMINAIRES

I. Généralités sur le projet :

Actuellement, un fort essor démographique se présente dans la capitale de Madagascar. L'exode rural et l'affluence des étrangers, outre la croissance démographique, sont lesquotesdbs_dbs26.pdfusesText_32

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