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Le DIPLOME d'INGENIEUR d’ETAT SPECIALITE : GENIE CIVIL Etude technique d’une fa

Le DIPLOME d'INGENIEUR d’ETAT SPECIALITE : GENIE CIVIL Etude technique d’une façade double peau ventilée Performances Projet ZURICH Assurance Maroc M. Mohammed BENHAMMOU (EHTP) M. Laurent HUSSER (BYMARO) MEMOIRE Présenté en vue d'obtenir DIPLOME d'INGENIEUR d’ETAT - EHTP SPECIALITE : GENIE CIVIL - INGENIERIE DE BATIMENT Par : EL HATIMI Mariam _____________ Sous le thème : Etude technique d’une façade double peau ventilée Performances acoustique et thermique. Réalisé à : BYMARO Projet ZURICH Assurance Maroc _____________ Encadré par : M. Mohammed BENHAMMOU (EHTP) M. Laurent HUSSER (BYMARO) INGENIERIE DE BATIMENT Etude technique d’une façade double peau ventilée : acoustique et thermique. Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 2 A mes très chers parents, A mon frère et ma sœur, Je dédie ce travail. Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 3 Remerciements : Ce travail de fin d’étude a été réalisé au sein de l’entreprise BYMARO, sur le chantier ZURICH Assurance Maroc sous la direction de M. Charaf SOUSSI puis de M. Laurent HUSSER que je remercie pour leur accueil. Ma profonde gratitude à M. NAJJARI Naoufal, responsable Gros-œuvres et CEA pour la confiance qu’il m’a accordé et auprès de qui j’ai appris énormément. M. Amine BENSOUDA et Hicham BARGACH, mes amis et collègues pour leur présence et leur soutien tout au long de ce stage, Merci et bon courage. Je joins M. BENHAMMOU Mohammed, professeur à l’EHTP, à mes remerciements pour m’avoir guidé pendant ce PFE, et pour sa disponibilité sans laquelle je n’aurais pu réaliser ce travail. Je voudrais exprimer ma reconnaissance à toute l’équipe du chantier ZURICH Assurance pour leur accueil et leur sympathie à mon égard ainsi qu’à toute personne ayant contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce projet de fin d’étude. Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 4 Résumé : Le sujet de ce mémoire a été élaboré afin de définir et présenter les façades de type « double peau ventilée » et évaluer les performances thermiques et acoustiques de la façade du projet ZURICH Assurance Maroc. La première partie concerne des choix de conception de la façade, à savoir, le type de menuiserie utilisé, et l’optimisation de fonctionnement des stores. L’étude consiste ensuite à évaluer les performances acoustiques de l’enveloppe en fonction des normes en vigueur. Elle comprend une évaluation de l’environnement sonore du bâtiment puis un calcul des caractéristiques acoustiques de la façade en fonction desquelles sera faite la vérification. La dernière partie traite l’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment. Une étude comparative des différents modes d’isolation est faite. La solution préconisée est en fonction des points forts et faibles de chacune de ces méthodes et de l’évaluation des déperditions thermiques de chaque proposition à l’aide du logiciel KALIBAT. Le calcul des caractéristiques thermiques de la paroi mène par la suite à l’estimation de l’énergie consommée en période de chauffage. Afin d’être plus complet des détails de calcul des performances acoustiques sont également joints à ce rapport. Mots clés : Façade double peau, Isolation, thermique, acoustique, indice d’affaiblissement, ponts thermique, menuiserie, vitrage… Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 5 Abstract : The subject of this study has been developed to define and introduce the type of facades called « double ventilated skin » and also to evaluate thermal and acoustical performances of ZURICH Insurance Morocco project’s facade. The first part concerns the design choices of the facade, namely, the type of profiles used and the optimization of the stores. The study is then to evaluate the acoustical performance of the facade in terms of standards. It includes an assessment of the sound environment of the building and then a calculation of the acoustical characteristics of the facade on which the verification will be made. The last part processes the thermal insulation of the building facade. A comparative study of the various modes of insulation is made. The recommended solution is according to the strenght and weak points of each of these methods and the evaluation of the thermal decreases of every proposition by the software KALIBAT. The calculation of the thermal characteristics of the building leads afterward to the estimation of the consummate energy in winter. To be more complete, details of acoustical calculations performances are also joined to this report. Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 6 REMERCIEMENTS : ........................................................................................................................................................ 3 RESUME : ...................................................................................................................................................................... 4 LISTE DES FIGURES :....................................................................................................................................................... 8 LISTE DES TABLEAUX : ................................................................................................................................................... 8 CHAPITRE 1 : LE CADRE DU PROJET ....................................................................................................................... 10 1 PROBLEMATIQUE : ........................................................................................................................................... 11 2 CONTEXTE DU PROJET : ................................................................................................................................... 12 2.1 PRESENTATION DE L’ENTREPRISE D’ACCUEIL : ......................................................................................................... 12 2.2 PRESENTATION DU PROJET : ................................................................................................................................... 13 3 METHODOLOGIE DE TRAVAIL : ....................................................................................................................... 16 CHAPITRE 2 : LES FAÇADES DOUBLE PEAU VENTILEES ........................................................................................ 17 1 GENERALITES SUR LES DOUBLES FAÇADES. .................................................................................................. 18 1.1 LE VERRE DANS LE BATIMENT :............................................................................................................................... 18 1.2 LA MENUISERIE ..................................................................................................................................................... 19 1.3 DESCRIPTIFS DES FAÇADES INTELLIGENTES :............................................................................................................ 20 2 CONCEPTION DE LA FAÇADE DOUBLE PEAU VENTILEE ZURICH ASSURANCE MAROC : ............................ 26 2.1 ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES MENUISERIES : BOIS, ALUMINIUM ET PVC. .................................................... 27 2.1.1 La menuiserie PVC : ...................................................................................................................................... 27 2.1.2 La menuiserie aluminium : ........................................................................................................................... 28 2.1.3 Choix de la variante : .................................................................................................................................... 29 2.2 OPTIMISATION DE FONCTIONNEMENT DES STORES : ................................................................................................. 30 CHAPITRE 3 : ETUDE DES PERFORMANCES ACOUSTIQUES DE LA FAÇADE ........................................................ 33 1 GENERALITES SUR LE BRUIT : ......................................................................................................................... 36 2 EVALUATION DE L’ENVIRONNEMENT SONORE DU PROJET : ....................................................................... 38 2.1 EVALUATION DU CADRE SONORE DU BATIMENT : ...................................................................................................... 38 2.2 SYNTHESE DES NORMES ET REGLEMENTATIONS EN VIGUEUR. .................................................................................... 40 2.3 ESTIMATION DU BRUIT EXTERIEUR : ........................................................................................................................ 44 2.3.1 Evaluation du niveau maximal Lpmax : ....................................................................................................... 45 2.3.2 Estimation du niveau acoustique équivalent : ............................................................................................. 49 3 ESTIMATION DES PERFORMANCES ACOUSTIQUES DE L’ENVELOPPE DU BATIMENT : ............................. 51 3.1 L’INDICE D’AFFAIBLISSEMENT GLOBAL DE LA FAÇADE : ............................................................................................. 51 3.1.1 Calcul de l’affaiblissement acoustique de la partie vitrée : ......................................................................... 52 3.1.2 Calcul de l’affaiblissement acoustique de la partie opaque : ....................................................................... 55 3.1.3 Indice d’affaiblissement acoustique d’une paroi composée (ou composite), .............................................. 57 3.1.4 Isolement normalisé global de la façade : .................................................................................................... 57 3.2 VERIFICATION DES PERFORMANCES DE LA FAÇADE. .................................................................................................. 59 CHAPITRE 4 : ISOLATION THERMIQUE DE L’ENVELOPPE DU BATIMENT .......................................................... 61 1 GENERALITE SUR LA THERMIQUE DU BATIMENT ........................................................................................ 64 Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 7 1.1 PRINCIPE DE L’ECHANGE THERMIQUE : ........................................................................................................................ 64 1.2 LA THERMIQUE D’UN BATIMENT : ............................................................................................................................... 64 1.3 LES DEPERDITIONS THERMIQUES : ............................................................................................................................... 65 1.4 LES PONTS THERMIQUES DANS LE BATIMENT ................................................................................................................. 66 1.5 LES EFFETS DES PONTS THERMIQUES : .......................................................................................................................... 68 2 ETUDE DES CARACTERISTIQUES THERMIQUES DU PROJET ZURICH ASSURANCE MAROC : ................................... 68 2.1 TRAITEMENT DES PONTS THERMIQUE DE LA FAÇADE ZAM : ............................................................................................. 68 2.1.1 Détermination des ponts thermiques de la façade ........................................................................................ 68 2.1.2 Isolation et traitement des ponts thermiques : .............................................................................................. 70 2.1.3 Choix du mode d’isolation : ............................................................................................................................ 73 2.1.4 Choix de la variante : .................................................................................................................................... 74 2.2 PERFORMANCE THERMIQUE DES PAROIS : ................................................................................................................ 79 2.2.1 L’effet de serre dans le bâtiment : ................................................................................................................ 79 2.2.2 Calcul de la résistance thermique de la paroi vitrée : .................................................................................... 81 2.2.3 Détermination de l’épaisseur de l’isolant : .................................................................................................... 84 2.2.4 Résistance thermique de la façade composite : ............................................................................................. 85 2.2.5 Les déperditions thermiques en période de chauffage. ................................................................................ 86 2.2.6 Comparaison à une façade isolée classique : ................................................................................................. 87 ANNEXES .................................................................................................................................................................... 91 Etude technique d’une façade à double peau ventilée Mémoire de fin d’étude EHTP - 2009 8 Liste des figures : Figure 1 : Image de synthèse du siège ZURICH .................................................................................................................. 14 Figure 2 Détail de pose du verre dans la menuiserie ........................................................................................................... 20 Figure 3 : Prototype de la façade de ZURICH Assurance ................................................................................................... 24 Figure 4 : Les différents modes de ventilation d'une FDP. ................................................................................................. 25 Figure 5 : Profilé aluminium à rupture thermique ........................................................................................................... 30 Figure 6 : Courbe de MUNSON ET Fechner. ....................................................................................................................... 37 Figure 7 : Calepinage de la façade ZURICH Assurance (Source plans d’exécution BYMARO) .......................................... 39 Figure 8 : Courbe de tendance de Lpmax en fonction de la vitesse V (véhicules légers) .................................................. 48 Figure 9 : Courbe de tendance de Lpmax en fonction de la vitesse V (Poids lourds) ........................................................ 48 Figure 10 : Loi de comportement expérimentale. .............................................................................................................. 55 Figure 11 Transmission latérale du bruit à travers les parois .......................................................................................... 58 Figure 12 : Localisations des ponts thermiques. ................................................................................................................ 67 Figure 13 : Ponts thermiques en bout de dalle .................................................................................................................. 69 Figure 14 : Ponts thermiques Cloison / mur de façade ..................................................................................................... 69 Figure 15 : Ponts thermiques aux alentours de la menuiserie .......................................................................................... 70 Figure 16 : Isolation par panelle isolant ............................................................................................................................ 71 Figure 17 : Isolation par rupteur thermique ..................................................................................................................... 71 Figure 18 : Isolation par l’extérieur uploads/Management/ pfe-acoustique-et-thermique.pdf