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1 Mémoire de fin d’études Dédicaces A mes parents à qui je dois la réussite de

1 Mémoire de fin d’études Dédicaces A mes parents à qui je dois la réussite de mon parcours. A mes sœurs, qui m’ont épaulée tout au long de mes expériences. A mon petit frère Mohamed Azzedine. A toute ma famille. A ma chère amie et binôme Asmaa BAGHRI. A mes amis. Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 2 Mémoire de fin d’études Samira ENNAOUI Dédicaces A mes très chers parents, source de vie, d’amour et d’affection A mes chers frères et leurs enfants, source de joie et de bonheur A toute ma famille, source d’espoir et de motivation A tous mes amis, tout particulièrement Nadia A Samira, chère amie avant d’être binôme A vous cher lecteur Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 3 Mémoire de fin d’études Asmaa BAGHRI Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 4 Mémoire de fin d’études Remerciements Nos remerciements les plus sincères vont à toute personne ayant eu la bonté et la patience de satisfaire notre curiosité et de nous aider dans notre travail par leurs précieux conseils, réponses et recommandations. Nous tenons à remercier Mr. Adnane BOUKAMEL, le directeur de l’Ecole Hassania des Travaux Publics. Une personne qui nous inspire le plus grand respect. Notre attention se portera aussi plus particulièrement sur Mr. Mohamed El BAHI, le directeur de SYSTRA Maroc et notre encadrant externe. Un homme qui nous a offertes l’opportunité d’effectuer ce stage dans les meilleures conditions et qui nous a fortement impressionnées par sa grande expérience et sa concrète contribution au bon déroulement de ce travail. A notre encadrant interne, Mr. CHERRABI, nous adressons notre plus profonde reconnaissance pour son bon encadrement et pour les conseils fructueux qu’il n’a cessé de nous prodiguer. Nous adressons par la même occasion nos remerciements à Mr. Ahmed EL BARKANI, ingénieur à SYSTRA Maroc, qui n’a épargné ni temps ni effort pour nous aider et pour répondre à nos questions. Nous devons chaque bribe de notre connaissance à nos enseignants à l’EHTP qui ont si bien mené leur noble quête d’enseigner les bases du Génie Civil. Nous les remercions non seulement pour le savoir qu’ils nous ont transmis, mais aussi pour la fierté et l’ambition que leurs personnes nous aspirent. Que messieurs les membres du jury trouvent ici l’expression de notre reconnaissance pour avoir accepté d’évaluer notre travail. Et toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin au bon déroulement de ce travail, qu’elles voient en ces mots l’expression de notre gratitude pour leur présence, pour leur dévouement et pour l’aide inestimable qu’elles nous ont apportées tout au long de ce parcours. Un petit bout de chemin certes, mais un grand enrichissement. Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 5 Mémoire de fin d’études Reésumeé Notre projet de fin d’études, effectué au sein du bureau d’études Systra Maroc, consiste à étudier un réservoir semi-enterré, d’une forme rectangulaire, et d’une capacité de 30 000 m3. Ce réservoir, qui stocke l’eau potable, est destiné à renforcer l’alimentation de la ville de Marrakech. Le présent rapport expose la démarche que nous avons suivie dans notre travail ; Nous avons tout d’abord procédé à la recherche de la hauteur d’eau qui engendrera le moindre coût. Ensuite, nous avons étudié la structure du réservoir en effectuant un calcul manuel. La modélisation sur le logiciel Robot a complété cette étude statique notamment pour le calcul hydrodynamique. Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 6 Mémoire de fin d’études Table des matieères Liste des figures ………………………….……………………………………………………..11 Liste des tableaux ………………………………….…………………………………………...14 Introduction………………………………………………..........................................................16 I. Présentation du projet……………………………………………………………..…….17 II. Technologie des réservoirs …………..………………………………………………….18 II.1.Rôle d’un réservoir ………………………………………………………………………...18 II.2.Classification d’un réservoir …………………………………………………...…………..19 II.3.Caractéristiques principales d’un réservoir ………………………………………………...20 II.3.1. Type de réservoir ……………………………….………………………………..20 II.3.2. Emplacement ………………………………….………………………………....20 II.3.3. Volume des réservoirs …………………….……………………………………..20 II.3.4. Hauteur de l’eau …………………………………………………………………21 II.3.5. Dimensions en plan ……………………………………………………………...21 II.3.6. Division des réservoirs …………………………………………………...……...21 II.3.7. Charge …………………………………………………………………………...22 II.4.Exigences techniques à satisfaire dans la construction d’un réservoir …………………..…22 II.5.Equipements du réservoir ……………………………………………………………….….22 II.5.1. Conduite d’arrivée-Robinet flotteur ….………………………………………….23 II.5.2. Conduite de distribution……………………………………………………….…24 II.5.3. Trop-plein………………………………………………………………………...24 II.5.4. Vidange ……………………………………………………………………...…..24 II.5.5. By-pass entre adduction et distribution ………………………………………….25 II.5.6. Comptage …………………………………………………………………….….26 II.5.7. Robinets-vannes …………………………………………………………………26 II.5.8. Tuyauterie ……………………………………………………………………….26 II.5.9. Tampon de visite ………………………………………………………………...26 II.5.10. La chambre des vannes ………………………………………………………….26 II.6.Dispositions particulières…………………………………………………………………...26 II.6.1. Principes de construction ………………………………………………………..26 II.6.2. Aération et éclairage ……………………………………………………………27 II.6.3. Renouvellement de l’eau ……………………………………………………...…28 II.6.4. Conditions d’exploitation ……………………………………………………..…28 II.7.Etanchéité ………………………………………………………………………………..…28 II.7.1. Maîtrise de l'étanchéité des structures en béton armé……………………………29 II.7.2. Dalles et coupoles……………………………………………………………..…29 II.7.3. Les voiles et le radier ……………………………………………………………31 III. Eléments structuraux d’un réservoir…………………………………..…….…….33 III.1. Parois du réservoir …………………………………………………………………....…33 III.2. Couverture ……………………………………………………………………………….34 III.2.1. Poutres-dalles ……………………………………………………………………35 III.2.2. Dalle pleine sur 4 appuis…………………………………………………...……35 III.2.3. Plancher dalle ……………………………………………………………………35 III.2.4. Plancher champignon ……………………………………………………………36 Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 7 Mémoire de fin d’études III.2.5. Planchers nervurés ………………………………………………………………36 III.2.6. Plancher-dalle caissonné ………………………………………………………...37 III.2.7. Plancher-caisson …………………………………………………………………37 III.2.8. Etude comparative des différentes variantes ………………………………….…38 III.3. Chicanes ou Murs intérieurs …………………………………………………………….39 III.4. Fond du réservoir ……………………………………………………………………..…39 III.4.1. Radier ……………………………………………………………………………40 I.1.1.Système dallage- semelles-longrines ……………………………………………41 I.1.1.1. Dallage …………………………….…………………………………..…41 I.1.1.2. Longrines ……………………………………………………………..… 41 I.1.2.Module de rigidité …………………………………………………………….…42 I.1.2.1. Evaluation du module de réaction du sol ………………………………..42 I.1.2.2. Essai à la plaque de Westergaard ……………………………………..…42 I.1.2.3. Essai L.C.P.C……………………………………………………………..42 I.2. Solidarité Couverture-Paroi-fond ……………………………………………………..…43 I.2.1.Liaison entre la dalle de couverture et parois ……………………………………43 I.2.2.Liaison entre les parois et le fond du réservoir ………………………………….43 I.3. Joints ………………………………………………………………………………….…44 IV. Choix de la conception ……………………………………………………………….... 48 I.4. Recherche de la hauteur d’eau optimale…………………………………………………48 I.4.1.Problématique……………………………………………………………………48 I.4.2.Démarche …………………………………………………………………..……49 I.4.3.Résultats …………………………………………………………………………51 I.4.4.Géométrie finale du cas du réservoir de Marrakech …………………………....52 I.5. Etude de la liaison couverture-Parois…………………………………………………….53 I.5.1.Dalle désolidarisée des parois …………………………………………………...53 I.5.2.Dalle solidaire aux parois ………………………………………………………..53 I.5.3.Comparaison chiffrée ……………………………………………………………54 I.6. Etude de la liaison Parois-Fond du réservoir…………………………………………….56 I.6.1.Modélisation du dallage…………………………………………………………56 I.6.2.Résultats cartographiques……………………………………………………….57 I.6.3.Conclusion………………………………………………………………………59 Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 8 Mémoire de fin d’études V. Hypothèses de calcul …………………………………………………………..............60 I.7. Actions à prendre en compte …………………………………………………………….…60 I.7.1.Les actions permanentes (G) ………………………...………………………..…60 I.7.2.Les actions variables ………………………………………………………….…60 I.7.3.Les actions accidentelles (séismes)………………………………………………60 I.8. Les combinaisons d´actions ………………………………………………………………..60 I.8.1.L’état limite ultime (ELU) correspond à la limite ………………………………60 I.8.2.Vis-à-vis des états limites de service (ELS) …………………………………….61 I.9. Contraintes limites………………………………………………………………………..…62 I.9.1.Règlement BAEL ……………………………………………………………..…62 I.9.2.Fascicule 74 ……………………………………………………………………...62 I.10. Enrobage ………………………………………………………………………………… …63 I.11.Hypothèses de calcul …………………………………………………………………….…64 VI.Etude statique du réservoir……………………………………………………………..65 I.12. Etude des parois du réservoir ……………………………….………….………………..65 I.12.1. Pré dimensionnement des parois …………………………………….…………..65 I.12.2. Cas du réservoir vide et soumis à la poussée du sol …………………………….67 I.12.2.1. Caractéristiques du sol ………………………………………………..…67 I.12.2.2. Calcul de poussées ………………………………………………………68 I.12.2.3. Bilan des efforts appliqués aux parois………………………...……..…..73 I.12.2.4. Justification de la stabilité externe des parois ………………………...…74 I.12.3. Cas du réservoir plein, soumis à l’action de l’eau uniquement………………..…76 I.12.3.1. Caractéristiques du liquide stocké …………………………………….…76 Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 9 Mémoire de fin d’études I.12.3.2. Bilan des efforts appliqués au mur ……………………………………....76 I.12.3.3. Justification de la résistance externe des parois………………………….77 I.12.4. Dimensionnement des parois………………………………………………….…79 I.12.4.1. Evaluation des sollicitations …………………………………………..…79 I.12.4.2. Résultats de calcul des armatures principales……. …………………..…80 I.13. Calcul des poteaux ………………………………………………………………………81 I.13.1. Vérification de la condition de non flambement ……………………………...…81 I.13.1.1. Longueur de flambement ……………………………………………...…81 I.13.1.2. Elancement ………………………………………………………………81 I.13.2. Valeurs minimales des armatures ……………………………………………..…82 I.13.3. Armatures transversales …………………………………………………………83 I.13.4. Résultats de calcul ……………………………………………………………….83 I.14. Etude du fond du réservoir……………………………………………………………….83 I.14.1. Efforts exercés sur le sol ………………………………………………………...83 I.14.1.1. Influence du poids du radier et du liquide emmagasiné …………………83 I.14.1.2. Influence des parois et de la couverture ……………………………...…84 I.14.2. Poinçonnement du radier sous les poteaux …………………………………...…86 I.14.2.1. Vérification du non poinçonnement d’une plaque ………………………86 I.14.2.2. Hauteur d’une semelle isolée fictive ………………………………….…87 I.15. Calcul des poutres ……………………………………………………………………….88 I.15.1. Méthodes de calcul des moments sur poutres continues…………………………90 I.15.1.1. Domaine d’application de la méthode forfaitaire ………………………..91 I.15.1.2. Domaine d’application de la méthode de Caquot………………………..91 I.15.1.3. Choix de la méthode appropriée …………………………………………91 I.15.2. Principe de la méthode de Caquot modifié ……………………………………...92 I.15.2.1. Evaluation des moments par la méthode de Caquot ……………………..93 I.15.2.2. Evaluation des moments sur appuis ……………………………………..93 I.15.2.3. Evaluation des moments en travées …………………………………..…94 I.15.3. Evaluation de l’effort normal sur les poutres ……………………………………96 I.15.4. Justification des sections…………………………………………………………97 I.15.4.1. Réservoir plein non soumis à la poussée du sol……………………….…97 Asmaa BAGHRI & Samira ENNAOUI Juin 2012 10 Mémoire de fin d’études I.15.4.2. Réservoir vide soumis à la poussée du sol…………………………….…98 I.15.5. Calcul de l’effort tranchant au niveau des appuis………………………………..98 I.15.6. Justification des sections vis-à-vis de l’effort tranchant ……………………...…99 I.16. Calcul des dalles……………………………………………………………………...…101 I.16.1. Dalle appuyée sur ses contours ……………………………………………...…102 I.16.2. Calcul des dalles continues à plusieurs appuis …………………………………103 I.16.3. Résultats de calcul ……………………………………………………………...103 I.16.3.1. Cas du réservoir vide soumis à la poussée du sol ………………………103 I.16.3.2. Cas du réservoir plein, non soumis à la poussée du sol ……………..…103 I.16.4. Vérification de l’effort tranchant …………………………………………….…104 I.17. Effet de la température …………………………………………………………………105 I.17.1. Calcul du gradient thermique entre les deux faces de la paroi …………………105 I.17.2. Moment crée par le gradient thermique ……………………………………..…105 I.17.2.1. Cas de la compression simple ou de la flexion composée avec compression, la totalité de la section étant comprimée ………………….…106 I.17.2.2. Cas de la flexion simple ou de la flexion composée, une partie de la section étant comprimée ……………………………………………………106 I.17.2.3. Cas de la traction simple ou de la flexion composée avec traction, la totalité de la section étant tendue avec présence d´une nappe d´acier sur chaque uploads/Geographie/ rapport-pfe-reservoir.pdf