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Rapport de stage TFE Etude de conception pour la réhabilitation des anciennes h

Rapport de stage TFE Etude de conception pour la réhabilitation des anciennes halles militaires de Lagord et pour l’extension des Polycliniques Bordelaises. Architectes Ingénieurs Associés Avril - septembre 2013 AIA Ingénierie Nantes Maître de stage : Delphine Auvigne Barbisan Nicola 3ème année promotion 2013 Option génie civil Environnement. Tuteur : Ahmed Loukili Table des matières Remerciements ....................................................................................................................................... 6 Préface ..................................................................................................................................................... 7 Introduction ............................................................................................................................................. 8 Présentation de l’entreprise .................................................................................................................... 9 I Conception de structure en béton armé. ............................................................................................ 11 1. Philosophie de conception : ...................................................................................................... 11 2. De la philosophie à la pratique. ................................................................................................. 12 3. Hypothèses de calcul ................................................................................................................. 13 i. Caractéristique du béton ............................................................................................................ 13 ii Paramètres de l’analyse modale : .............................................................................................. 14 iii Paramètres de l’analyse sismique : ........................................................................................... 14 iv Paramètres du maillage : ........................................................................................................... 15 v Paramètres des relâchements : .................................................................................................. 15 4. Résultats .................................................................................................................................... 17 II - Projet de réhabilitation bas carbone à Lagord ................................................................................. 20 1. Analyse de l’existant .................................................................................................................. 22 i Paramètres de l’analyse du vent NV 66 : ..................................................................................... 22 ii Résultats ..................................................................................................................................... 25 2. Renforcement de la structure ................................................................................................... 28 i Les bracons .................................................................................................................................. 28 ii Renfort par double portique. ..................................................................................................... 29 iii Renfort interne .......................................................................................................................... 29 iv Contre portique extérieur, solution adoptée. .......................................................................... 30 v Optimisation des sections. ......................................................................................................... 30 3. Analyse de la structure 3d renforcée. ....................................................................................... 34 i Hypothèses sismiques ................................................................................................................. 34 ii Hypothèse NV 65 ........................................................................................................................ 34 4. Résultats .................................................................................................................................... 35 i Halle A .......................................................................................................................................... 35 ii Détails de conception ................................................................................................................. 35 iii dimensionnement des pièces .................................................................................................... 36 iv Halle B ........................................................................................................................................ 40 v Etudes sur les fondations............................................................................................................ 42 5. Assemblages .............................................................................................................................. 45 Puis une correction manuelle des torseurs pris en compte par Robot à permis d'actualiser et de vérifiée l'assemblage poteau-arbalétrier. ..................................................................................... 47 i Comparatif des maximas de My, Fz et Fx entre l’existant et l’extension pour tous les assemblages de la halle A. ............................................................................................................. 47 ii Assemblages ............................................................................................................................... 48 6. Exigences vis-à-vis de la stabilité au feu. ................................................................................... 51 7. Quantitafif. ................................................................................................................................ 51 8. Résumé ...................................................................................................................................... 52 III - Polyclinique Bordelaise Nord Aquitaine (PBNA) ............................................................................. 53 1. Contexte .................................................................................................................................... 53 2. Dimensionnement des pieux ..................................................................................................... 54 i Résultats itération 0. ................................................................................................................... 57 ii Résultats itération 1. .................................................................................................................. 61 iii Dimensionnement des pieux jumelés du bunker ...................................................................... 62 3. Calcul des armatures dans les pieux ......................................................................................... 63 4. Estimatif ..................................................................................................................................... 64 5. Résumé ...................................................................................................................................... 64 IV - Conclusion ....................................................................................................................................... 65 Table des illustrations. ........................................................................................................................... 66 V - Annexes ............................................................................................................................................ 68 1. Annexes Lagord. ........................................................................................................................ 69 i Plan de l’existant ......................................................................................................................... 69 ii Résultats de la halle A. ................................................................................................................ 73 iii Résultats de la Halle B ............................................................................................................... 82 2. Annexes PBNA ......................................................................................................................... 100 Remerciements Je souhaite premièrement remercier les personnes qui ont contribué au bon déroulement de ce stage de fin d’études en particulier : Madame Delphine Auvigne, responsable du service structure, pour m’avoir intégré dans l’équipe de conception structure et pour m’avoir suivi tout au long de mon stage, sur le projet de réhabilitation à Lagord. Monsieur Julien Lemeriel, ingénieur structure, avec qui j’ai travaillé sur le projet des Polycliniques Bordelaises, Victor Mathieu et Anne Thibault également ingénieurs, avec qui j’ai participé à la conception sur de plus petits projets. Je remercie également les projeteurs du service, M.Mamode, MWolny et M.Chauveau avec qui j’ai souvent collaboré dans le dessin des projets, et discuté sur les outils de modélisation. J’ai notamment pu assister à certaines présentations des distributeurs de logiciels de dessin, tels que Tekla ou Bentley. La collaboration avec un ingénieur bois M.Autret, du service structure d’Angers sur le projet de Lagord, m’a aussi permis de faire des visites de chantier sur Nantes : les Ecossolies, architectes Mathieu Lebot et Christophe Theilmann, maîtrise d’ouvrage la Samoa, et les bureaux de la cité des machines. Je remercie également M. Gilbert, architecte, dans le suivi d’un travail parallèle avec l’école d’architecture, qui m’a donné l’opportunité de suivre une formation du Logiciel Grasshopper faite par Francesco Cingolani. Préface J’effectue le double cursus architecte-ingénieur alors ce stage de fin d’étude conduisant au diplôme d’ingénieur, fut pour moi une réelle occasion de me questionner sur l’hybridation entre architecture et ingénierie. Il était évident qu’en sortant du cadre scolaire, je m’enrichirais avant tout sur les interactions entre les divers intervenants travaillant sur un même projet. Cependant, la place et le rôle au sein d’une organisation, d’un architecte-ingénieur est peu évidente. Mes six années d’études, quatre en architecture puis deux en ingénierie, m’ont permis d’entrevoir de multiples facettes de deux métiers du domaine de la construction, celui de l’architecte puis celui de l’ingénieur. Cet apprentissage ambivalent - souvent opposé dans les méthodes d’enseignement et dans l’approche du projet - a toujours été pour moi de plus en plus proche au fur et à mesure de mon apprentissage. Pour moi, il n’y a plus réellement de rupture franche entre ces deux corps de métier, dans une phase de conception d’un projet. Après m’être enrichi grâce à plusieurs stages et expériences architecturales, j’ai souhaité pour ce stage de fin d’étude, m’enrichir d’une culture constructive s’appuyant sur des règles techniques et sur le savoir-faire des ingénieurs. Il était nécessaire pour moi de mieux appréhender la conception structurelle directement reliée à l’architecture. Dans la recherche d’une organisation m’accueillant pour mon stage, j’ai souhaité travailler dans une entreprise où collaboraient aisément architectes et ingénieurs, et je me suis tourné vers AIA, Architecte Ingénieur Associé. J’ai choisi le service structure dont les missions se tournaient vers la conception, et non sur l’exécution des travaux. Le pôle principal d’AIA se situe à Saint-Herblain, et concentre tous les corps de métier de la société, qui fut fondée, dans ce même lieu, en 1972. L’optique du stage, au-delà de conduire à une validation des acquis à l’école Centrale, devait donc également m’apporter une culture constructive dans une entreprise, où collaborent architectes et ingénieurs. Introduction J’ai effectué mon stage de fin d’étude au sein du bureau d’étude structure, qui est aujourd’hui rattaché à AIA Ingénierie, sous tutelle de Delphine Auvigne, mon maître de stage. Le service structure se compose aujourd’hui de quatre ingénieurs dont fait partie Delphine Auvigne et trois projeteurs. Au cours de mon stage, j’ai tout d’abord été amené à travailler sur plusieurs petits projets afin de me familiariser avec les logiciels, et pour mieux comprendre les interactions entre les différents intervenants au centre du projet. Ensuite, j’ai travaillé sur deux projets plus complexes en termes d’études, une réhabilitation d’un ancien hangar en structure métallique, et une extension d’une polyclinique en béton armé. J’ai donc eu la chance de travailler sur deux types de matériaux, sur de la construction neuve et sur du renfort de structure existante. De façon plus générale, mon maître de stage me donnait des objectifs primaires (dimensionnement des fondations, comportement de la structure, pré dimensionnement général etc.) qui englobaient une réflexion globale sur la structure à différents stades, esquisse, APS, APD, en me laissant un peu autonome sur la lecture des règlements NV65, CM66, Eurocode (1, 2 et 8) et sur l’analyse à produire. Dans mon travail, j’ai souvent été amené à interagir avec les Ingénieurs et les Architectes en interne mais aussi en externe. J’ai également beaucoup étudié le logiciel Robot, le mailleur pour les éléments finis et les actions de la neige et du vent. J’ai donc souvent eu recours à la « Hot line », renseignement d’Autodesk par téléphone. J’ai commencé sur deux projets, le futur groupe scolaire de St Herblain, puis un centre de Médecine à Quimper, afin de bien comprendre les approches sur l’analyse modale et la répartition des descentes de charges. Dans les deux projets, la modélisation de la structure, à partir de plans faits, sur Autocad par des architectes, fut le travail prépondérant. L’analyse des résultats statiques et dynamiques ont ensuite permis, soit le dimensionnement des éléments structurels, soit une vérification d’hypothèses. Je présenterai donc succinctement dans un premier temps, le travail effectué sur ces deux projets, qui mettent en évidence les hypothèses et la manière de dimensionner un ouvrage. Le travail le plus important de mon stage s’est effectué sur la réhabilitation d’un ancien hangar à Lagord, commune près de La Rochelle. J’ai pris ce projet de réhabilitation & extension dès le début de la phase esquisse, et l’ai poursuivi jusqu’à l’APD. Ce travail, qui a été mon principal sujet d’étude pendant ce stage, sera présenté dans un second point. Enfin, le dernier projet auquel je me suis intéressé est l’extension des Polycliniques Bordelaises Nord Aquitaine à Bordeaux. En travaillant avec un ingénieur ayant suivi le projet dès la phase esquisse, j’ai construit le modèle 3d, et effectué le dimensionnement de toutes les fondations. Ce projet entièrement en béton armé, sera présenté dans un troisième point. Présentation de l’entreprise AIA, Architectes Ingénieurs Associés est un Cabinet d'architecture, d'ingénierie et de maîtrises d'œuvres, spécialisé sur les grands équipements fonctionnels et les bâtiments complexes. AIA a été fondé en 1971 à Nantes par un collectif d'Architectes et d'Ingénieurs, ayant pour ambition de réunir au sein d'une même structure, les compétences nécessaires à la maîtrise d'œuvres globales. Cette idée de fédérer, autour uploads/Ingenierie_Lourd/ barbisan-nicola-rapport-de-stage-tfe-aia.pdf