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Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » – 121 logements collectifs

Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » – 121 logements collectifs à Calais Document de synthèse Auteur : MARSAL Guillaume INSA de Strasbourg, Spécialité Génie Civil, Option Construction Tuteur : CATOEN Jean Pierre Ingénieur Conseil et Expert en Bâtiment, C.E.S.E.A Tuteur INSA Strasbourg : SCHAEFFER Claude Professeur agrégé de Génie Civil Stage effectué : Du 25er janvier au 12 juin 2010 Guillaume MARSAL, INSA de Strasbourg, Spécialité Genie Civil Page 2 sur 5 Document de synthèse Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » 121 logements collectifs à calais Résumé : Mon projet traite des études de faisabilité du projet Cottage « Darquer » qui est la construction à Calais d’un complexe de 121 logements collectifs avec un parking semi- enterré d’après le dossier d’Absciss Architectes. Mon étude s’est déroulée à Coudekerque- Branche durant 20 semaines au sein du bureau d’études techniques : C.E.S.E.A qui est missionné par l’entreprise générale Ramery Bâtiment pour effectuer les études d’exécutions du projet. Dans l’attente de l’ordre de service, Ramery a souhaité que le B.E.T (Bureau d’Etudes Techniques) réalise le pré-dimensionnement des structures en béton armé, pour valider ses choix économiques et techniques déterminés lors de son étude de prix, et également pour mettre en évidence des éventuels problèmes structuraux avec les solutions à mettre en œuvre. Les supports utilisés pour l’étude des travaux, sont les plans d’architecte de la phase projet et le C.C.T.P (Cahier des Clauses Techniques Particulières) Gros Œuvre. Pour mener à bien cette mission, le projet s’est déroulé suivant plusieurs grandes étapes. La première consiste à déterminer le mode de fondation du bâtiment à partir des contraintes liées au sol et les valeurs des essais réalisés. Une autre étape importante est le calcul de la descente de charges afin d’obtenir les efforts agissants sur les différentes éléments structuraux et ainsi optimiser le réseau de fondations, les capacités portantes des fondations en seront déduites pour conforter le budget qui leurs est consacré. Pour finir, les éléments structuraux tels que les poutres, dalles, poteaux, voiles sont calculés selon plusieurs variantes afin de respecter d’une part les conditions structurelles, et d’autre part les aspects économiques, la faisabilité technique de l’entreprise générale et ainsi que l’aspect architectural du projet. Mots clés : Bâtiment, Béton armé, Fondation, Conception, Etude de Faisabilité Abstract : My project deals with the feasibility study of the Cottage Darquer project which is the construction in Calais of 121 collective flats with a semi-buried park, according to “Absciss Architects” folder. The internship was a 20 weeks study for the engineering consulting firm C.E.S.E.A located in Couderkerque-Branche. This firm was chosen by « Ramery Bâtiment » to carry through execution studies. “Ramery” asked the engineering consulting firm to concept and to optimize the concrete structure, to confirm technical and economical choices made during the cost study, and also to enlighten structural problems and design solutions to solve them. Documents used to perform this internship are architect’s project plans and the french C.C.T.P (Cahier des Clauses Techniques Particulières). This project was divided in different steps. The first one was to find the best foundation structure according to ground geology and geological tests. Then we made the calculation of every strain in the building to optimize the foundation system and its budget. Finally every structural elements as beams or walls are designed with several solutions to create the best panel of possibilities from economical, technical and architectural point of view. Guillaume MARSAL, INSA de Strasbourg, Spécialité Genie Civil Page 3 sur 5 Document de synthèse Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » 121 logements collectifs à calais Présentation du projet La construction du projet « Darquer » pour le compte du Cottage Social des Flandres correspond à la création de 121 logements collectifs destinés à la location. Le site se situe sur l’ancienne friche industriel « Darquer » qui est enregistrée à la ZPPAUP (Zones de Protection du Patrimoine Architectural, Urbain et Paysager) de Calais à cause de son activité dans la dentelle ; ce qui implique de conserver une partie des façades existantes. Le projet comporte un corps principal sur lequel vient se greffer 4 ailes construit sur un parking semi-enterré. Un parc est prévu dans la partie Ouest, une partie importante de dalle haute du sous-sol sera végétalisée. Toutes les toitures du projet sont des toitures terrasses végétalisées au R+3 (3ème étage) et R+5 (5ème étage). Le prospect du bâtiment est de 4 niveaux sur les façades donnant sur la rue et de 6 niveaux sur le fond de la parcelle. Chiffres clés : - Parking : 5849 m² - Surface habitable (45 T2, 50 T3, 26 T4) : 8189 m² - Surface utile : 9335 m² - Parc : 1668 m² Le montant total des travaux de gros œuvre s’élève à 8 000 000 €, l’entreprise générale en charge des travaux est Ramery Bâtiment. Fondations Une des difficultés pour les fondations est la présence d’eau mise en évidence lors des essais de sol réalisés, amplifiée par une zone de captage due à une rivière souterraine à proximité de l’enceinte du sous-sol. Comme le bâtiment est construit jusqu’en limite de propriété il n’est pas possible d’effectuer un rabattement de nappe, et il faut réaliser une reprise en sous-œuvre des fondations existantes. La présence d’eau nécessite la création d’un cuvelage sur toute la hauteur enterrée du sous-sol à cause du niveau assez haut de la nappe phréatique : cuvelage par minéralisation du béton de 1.50 mètres. Ce qui entraîne le calcul à la sous pression de la dalle basse du sous-sol avec une poussée hydrostatique de 1700 daN/m². De plus, la dalle doit être calculée en fissuration préjudiciable afin de limiter la corrosion des aciers à cause de leur immersion possible. Une attention particulière est donnée sur le lestage des fondations et de la dalle pour limiter son soulèvement et ses contraintes de traction afin d’être conforme à la réglementation définie dans le DTU 14.1. Les essais in situ réalisés montrent un sol de capacité portante médiocre au niveau de l’assise du sous-sol, il serait donc nécessaire d’évacuer une grande quantité de terre pour atteindre un sol de capacité portante correcte pour envisager une solution de type fondation superficielle. De plus, un rabattement de nappe n’est pas possible, cette solution n’est donc techniquement et économiquement pas réalisable. Pour les mêmes raisons la solution des puits fût écartée dès le départ puisqu’il fallait les ancrer à 3 mètres de profondeur par rapport au niveau d’assise de la dalle basse du sous-sol. Finalement, c’est la solution des pieux forés qui Guillaume MARSAL, INSA de Strasbourg, Spécialité Genie Civil Page 4 sur 5 Document de synthèse Etudes de faisabilité du projet Cottage « Darquer » 121 logements collectifs à calais est retenue, ceux-ci seront recouverts en tête par des massifs reprenant un réseau de longrines servant à porter la dalle basse. Infrastructures La principale contrainte dans le sous-sol est la reprise des efforts importants ramenés par les différentes ailes du bâtiment. Ainsi, un réseau de poteaux et de poutres a été conçu pour reprendre ces charges le plus économiquement possible tout en respectant les contraintes spécifiques au stationnement et à la circulation des véhicules légers (ouverture des portières au niveau des poteaux, profondeur de 5 m pour une place de parking, largeur des places handicapés). Comme la disposition du projet montre qu’un nombre important de voiles du rez-de- chaussée ne tombent pas directement sur les poutres et poteaux du sous-sol, pour conserver les prédalles et de ne pas avoir une dalle de reprise d’épaisseur importante, des éléments de type poutres sont mis en œuvre au droit de ces voiles. Lorsqu’ils sont pleins les poutres sont retroussée ou on fait travailler le voile en paroi-fléchie (poutre voile) à condition que sa hauteur soit au moins égale à la moitié de sa portée. Le haut sous-sol comprenant des poutres de portées importantes avec un maximum de 11 mètres, il est nécessaire de trouver une solution pour éviter la mise en œuvre de dalles alvéolaires, car les moyens de levage présents sont insuffisants. En vu des faibles charges reprises par ces poutres, il a été choisi d’avoir recours à des poutres en béton armé en T, même si le ferraillage obtenu est important, cette solution est plus économique puisque les prédalles ont une portée de 5 mètres entre ces poutres et qu’elles ne nécessitent pas de moyen de levage complémentaire. Remarque : il est important de faire attention à la stabilité au feu de l’ensemble des éléments porteurs, afin respecter la résistance mécanique imposée de 2 heures. Superstructures L’ensemble de la superstructure est réalisé à l’aide d’éléments en béton armé coulé sur place. Ce choix est de l’ordre économique en ce qui concerne la réalisation des éléments verticaux et de l’ordre esthétique pour la réalisation des planchers. En effet, la mise en œuvre de prédalles nécessite le colmatage des joints à l’aide d’un enduit et des fissures pourraient apparaître dans le temps. Le projet comporte des dalles ayant des portées importantes pouvant allant dans uploads/Ingenierie_Lourd/ fiche-synthese-pfe-marsal-guillaume.pdf