UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département Bâtiment et Travaux Publics Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur en Bâtiment et Travaux publics CONCEPTION D’UN IMMEUBLE R+5 A USAGE MIXTE SIS A MAHAJANGA Présenté par : RAMANGALAHY Elissa Johnette de Charles Sous la direction de : Madame RAVAOHARISOA Lalatiana Promotion 2010 Date de soutenance : 17 mars 2011 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département Bâtiment et Travaux Publics Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur en Bâtiment et Travaux publics CONCEPTION D’UN IMMEUBLE R+5 A USAGE MIXTE SIS A MAHAJANGA Présenté par : RAMANGALAHY Elissa Johnette de Charles Membres du jury : Président : Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina Encadreur : Madame RAVAOHARISOA Lalatiana Examinateurs : Monsieur RIVONIRINA Rakotoarivelo Monsieur RAZAFINJATO Victor Monsieur RABENATOANDRO Martin Promotion 2010 Mémoire de fin d’études Remerciements Par la grâce de Dieu, ce travail a été mené à terme. Gloire au Tout Puissant ! Ma sincère gratitude s’adresse à tous ceux qui ont participé, de près ou de loin, à la réalisation de ce mémoire. Je voudrais exprimer mes vives reconnaissances A /Aux : Monsieur ANDRIANARY Philippe, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo qui n’a pas ménagé son temps pour promouvoir l’image de cette prestigieuse école d’Ingénieur ; Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina, Chef du Département Bâtiment et Travaux Publics de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui malgré ses lourdes responsabilités, n’a pas cessé de nous prodiguer des conseils visant à nous garantir une carrière professionnelle honorable ; Madame RAVAOHARISOA Lalatiana, enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui m’a dirigé tout au long de la réalisation de ce mémoire ; Tous les membres du jury, qui ont bien voulu évaluer mon modeste projet ; Tous les Enseignants, le personnel administratif et technique du Département de Bâtiment et Travaux Publics de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo ; Mes parents, pour leur confiance en toutes circonstances et leur patience ; Toute ma famille et mes amis pour leur soutien et leurs encouragements. Que le Dieu de la paix et de la sérénité vous garde. Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page i Mémoire de fin d’études Sommaire LISTE DES NOTATIONS ET ABREVIATIONS LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX LISTE DES PHOTOS LISTE DES ANNEXES INTRODUCTION PARTIEI : ENVIRONNEMENT DU PROJET ChapitreI : Généralités sur le site du projet ChapitreII : Analyse du secteur immobilier ChapitreIII : Etude de faisabilité PARTIEII : ETUDES ARCHITECTURALES ChapitreI : Présentation de l’esquisse ChapitreII : Conception des éléments structurels ChapitreIII : Confort et sécurité PARTIEIII : ETUDES TECHNIQUES ChapitreI : Prédimensionnement ChapitreII : Effet du vent ChapitreIII : Descente des charges ChapitreIV : Etude de la superstructure ChapitreV : Etude de l’infrastructure ChapitreVI : Les seconds œuvres PARTIEIV : ETUDES FINANCIERES ChapitreI : Devis descriptif ChapitreII : Devis quantitatif et estimatif ChapitreIII : Etude de rentabilité ChapitreIV : Etude d’impact environnemental CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE ANNEXES TABLE DES MATIERES Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page ii Mémoire de fin d’études Liste des notations et abréviations 1-Minuscules romaines et abréviations: b : Béton. c : Compression. d : Permet de désigner une valeur de dimensionnement ou de calcul. e : Limite d'élasticité ; Est (point cardinal). f : Fissuration ; flambement. g : Centre de gravité ; granulat. i : Initial ou instantané. j : Age de j jours. k : Caractéristique. l : Longitudinal. max : Maximal. min : Minimal. n : Nord (point cardinal). red : Réduit. s : Acier pour armatures de béton armé ; Sud (point cardinal) ; scellement ser : Service. t : Transversal (notamment armatures transversales) ou traction. u : Ultime. w : Ouest (point cardinal). Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page iii Mémoire de fin d’études 2-Notations en minuscules romaines: b : Désigne une dimension transversale (largeur ou épaisseur d'une section). bo : Épaisseur brute de l'âme d'une poutre. d (et d') : Distances du barycentre d'armatures respectivement tendues (et comprimées) à la fibre extrême la plus comprimée e : Excentricité de la résultante des contraintes normales par rapport au centre de gravité de la section (comptée positivement vers les compressions). ea : Excentricité additionnelle e0 : Excentricité par rapport au centre de gravité du béton seul ou excentricité du béton seul e1 : Excentricité de premier ordre e2 : Excentricité de second ordre fbc : Résistance de calcul du béton comprimé fe : Limite d'élasticité de l'acier. fed : Résistance de calcul des aciers à l’ELU fcj : Résistance caractéristique à la compression du béton âgé de j jours, ftj : Résistance caractéristique à la traction du béton âgé de j jours. fc28 , ft28 : Résistances caractéristiques à la compression et à la traction du béton âgé de 28 jours g : Densité de charge permanente ; accélération de la pesanteur ho : Epaisseur d'une membrure de béton. h ou ht : Hauteur totale d'une section de béton armé i : Rayon de giration d'une section. Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page iv Mémoire de fin d’études j : Nombre de jours. k : Coefficient en général, facteur de portance du sol. : Longueur ou portée o : Longueur libre. s : Longueur de scellement. f : Longueur de flambement. pser : Charge uniformément répartie à l’ELS pu : Charge uniformément répartie à l’ELU q : Charge variable unitaire. qu : Contrainte à la rupture. s : Espacement des armatures en général. st : Espacement des armatures transversales st0 : Espacement initial des armatures transversales sh : Espacement des armatures longitudinales d’âmes t : Temps. u : Périmètre. 3-Notations en majuscules romaines: As : Aire d'une section d'acier. At : Somme des aires des sections droites d'un cours d'armatures transversales. B : Aire d'une section de béton. Cs : Effet de site Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page v Mémoire de fin d’études Cm : Effet de masque Ch : Effet de hauteur E : Module d'élasticité longitudinale. Es : Module d'élasticité de l'acier. Eb : Module de déformation longitudinale du béton. Ei : Module de déformation instantanée (Ei à l'âge de j jours). F : Force ou action en général. G : Module d'élasticité transversale ; action permanente. I : Moment d'inertie en général K : Coefficient. M : Moment en général Ma : Moment aux appuis Mo : Moment de référence Mlu : Moment limite à l’ELU Mser : Moment de calcul de service ou d'utilisation. Mu : Moment de calcul ultime. N : Effort normal Q : Action ou charge variable. QB : Charge d'exploitation sur planchers de bâtiment. Qe,Qi : Poussées extérieures et intérieures du vent V : Effort tranchant (peut être indicé comme M). Vred : Effort tranchant réduit. Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page vi Mémoire de fin d’études W : action du vent. 4-Notations en minuscules grecques: α : Coefficient sans dimension. γ: Coefficient sans dimension η : Coefficient de fissuration relatif à une armature. θ : Coefficient sans dimension. λ : Elancement mécanique d'une pièce comprimée. ν : Coefficient sans dimension. σ : Contrainte normale en général σbc : Contrainte de compression du béton. σbc̅ : Contrainte limite de compression du béton. σst , σsc : Contrainte de traction, de compression de l'acier σs̅ : Contrainte limite de l'acier τ : Contrainte tangente (indicée quand il y a lieu). Ψs : Coefficient de scellement relatif à une armature. 5-Symboles spéciaux : Δ : Variation. Σ: Sommation. Ø : Diamètre nominal d'une armature. Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page vii Mémoire de fin d’études 6-Abréviations : BAEL : Béton Armé aux Etats Limites CA : Chiffre d’Affaire DTU : Documents Techniques Unifiés DRCI : Délai de Récupération de Capital Investi ELS : Etat Limite de Service ELU : Etat Limite Ultime EP : Eaux pluviales EU : Eaux Usées EV : Eaux Vannes TRI : Taux de Rentabilité Interne TTC : Toutes Taxes Comprises VAN : Valeur Actuelle Nette Conception d’un immeuble R+5 à usage mixte sis à Mahajanga Promotion 2010 Page viii Mémoire de fin d’études Liste des figures Figure 1: Répartition de la Région BOENY ..................................................................... 4 Figure 2: Organigramme de fonctionnalité du rez-de-chaussée ..................................... 27 Figure 3: Organigramme du 1er étage ............................................................................. 29 Figure 4: Organigramme du 2ème étage ........................................................................... 29 Figure 5: Esquisse des étages courants ........................................................................... 31 Figure 6: Organigramme de fonctionnalité de l'appartement de type F3 ....................... 31 Figure 7: Maître-couple .................................................................................................. 45 Figure 8: Dimensions de l'édifice ................................................................................... 46 Figure 9: Combinaison des actions Ce-Ci perpendiculaire à la grande face ................... 53 Figure 10: Combinaisons des actions Ce-Ci perpendiculaire à la