Projet de Fin d`Études Étude sismique d`un bâtiment en béton armé

Projet de fin d’études
Étude sismique d’un bâtiment en béton armé à Schiltigheim
Joël DESSERT INSA de Strasbourg
Projet de Fin d’Études
Étude sismique d’un bâtiment en béton armé
à Schiltigheim
Juin 2012
DESSERT Joël
Élève-ingénieur de 5ème année
INSA Strasbourg
Spécialité GÉNIE CIVIL, Option Construction

Projet de fin d’études
Étude sismique d’un bâtiment en béton armé à Schiltigheim
Joël DESSERT INSA de Strasbourg
Auteur :
Joël DESSERT
Élève ingénieur en 5ème année, spécialité Génie Civil
Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg
Tuteur Entreprise :
Alexandre WURRY
Ingénieur INSA de Strasbourg, Ingénieur structure en bâtiment
INGEROP Conseil & Ingénierie
Tuteur INSA Strasbourg :
Claude SCHAEFFER
Professeur à l’INSA de Strasbourg

Projet de fin d’études
Étude sismique d’un bâtiment en béton armé à Schiltigheim
Joël DESSERT INSA de Strasbourg
REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier l’agence de Strasbourg de la société INGÉROP et son directeur, M. Claude
HEYD, de m’avoir accueilli en tant que stagiaire dans le cadre de mon projet de fin d’études.
Je tiens à remercier M. Eric HECKMANN, responsable du service « structure » de m’avoir
accueilli au sein du département « bâtiment » et pour l’expérience dont il a pu me faire part.
Je tiens ensuite à remercier tout particulièrement M. Alexandre WURRY, mon maître de stage,
Ingénieur structure, d’avoir pris le temps de répondre à mes questions, pour ses conseils avisées et
sa disponibilité tout au long de mon stage.
Je remercie enfin MM. Claude WEISS, Nicolas LELIÈVRE et Abdelaziz EL OUD,
projeteurs/dessinateurs, pour l’expérience dont ils m’ont fait part.
J’adresse donc mes remerciements les plus sincères à toutes ces personnes ainsi que tous les
collaborateurs de l’agence de Strasbourg pour m’avoir permis d’effectuer ce stage dans une
ambiance sympathique tout en me permettant d’acquérir de nouvelles connaissances par leurs
conseils et disponibilité.

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Étude sismique d’un bâtiment en béton armé à Schiltigheim
Joël DESSERT INSA de Strasbourg
SOMMAIRE
INTRODUCTION 1
1. PRÉSENTATION DE L’ENTREPRISE 2
1.1. HISTORIQUE 2
1.2. ORGANISATION DU GROUPE 2
1.3. IMPLANTATION 3
1.4. UNITÉ EST : MON AFFECTATION 3
2. DESCRIPTION DU PROJET ET HYPOTHÈSES 4
2.1. DESCRIPTION DU PROJET 4
2.2. HYPOTHÈSES 6
2.2.1. MATÉRIAUX 6
2.2.2. CHARGES 6
2.3. PARAMÈTRES POUR L’ÉTUDE SISMIQUE 7
2.3.1. PARAMÈTRES DU BÂTIMENT 7
2.3.2. COEFFICIENT DE COMPORTEMENT Q (PS 92, 11.7) 8
2.3.3. VÉRIFICATION DES CRITÈRES DE RÉGULARITÉ DU BÂTIMENT 9
2.3.4. VALEUR DU COEFFICIENT DE COMPORTEMENT Q (PS 92, 11.7) 13
3. MODÉLISATION DU BÂTIMENT 14
3.1. INTERFACE SOL-STRUCTURE 14
3.1.1. LE SOL ET SES CARACTÉRISTIQUES 15
3.1.2. DÉTERMINATION DE LA RAIDEUR DES APPUIS 17
3.2. MODÈLE ROBOT 18
3.3. ANALYSE MODALE 19
3.3.1. DÉFINITION 19
3.3.2. PARAMÈTRES POUR L’ANALYSE MODALE 20
3.3.3. RÉSULTATS DE L’ANALYSE MODALE 21
3.3.4. COMBINAISONS D’ACTIONS ACCIDENTELLES AU SÉISME 21
4. EXPLOITATION DES RÉSULTATS DU MODELE 3D 22
4.1. VÉRIFICATION DE LA STABILITÉ 22
4.2. VÉRIFICATION DES DÉPLACEMENTS 25
4.2.1. DÉPLACEMENT MAXIMUM AU SOMMET DU BÂTIMENT 25
4.2.2. DÉPLACEMENT DIFFÉRENTIEL ENTRE DEUX ÉTAGES CONSÉCUTIFS 27
4.3. VÉRIFICATION DES VOILES 27
4.3.1. DÉFINITION 27
4.3.2. CALCUL DU FERRAILLAGE 28
4.3.3. RÉSULTATS 30
5. DESCENTE DE CHARGES 33
5.1. DESCENTE DE CHARGES SUR ROBOT® 33
5.2. DESCENTE DE CHARGES MANUELLE 33
5.3. COMPARAISON DES DEUX DESCENTES DE CHARGES 36
5.3.1. COMPARAISON GLOBALE 36
5.3.2. COMPARAISON AU NIVEAU DE CHAQUE APPUI 39

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Étude sismique d’un bâtiment en béton armé à Schiltigheim
Joël DESSERT INSA de Strasbourg
5.3.3. APPUIS ÉLASTIQUES 41
5.3.4. SYNTHÈSE 43
6. DÉTERMINATION DES FONDATIONS 44
6.1. ÉTUDE GÉOTECHNIQUE ET SOLLICITATIONS PRISES EN COMPTE 44
6.1.1. SOLLICITATIONS APPLIQUÉES AUX FONDATIONS 44
6.1.2. RÉSULTATS DU SONDAGE 44
6.1.3. SOLLICITATIONS PRISES EN COMPTE 45
6.2. DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS 45
6.2.1. CONTRAINTE CONVENTIONNELLE DE RÉFÉRENCE  45
6.2.2. VÉRIFICATION DE LA CAPACITÉ PORTANTE DU SOL 47
6.2.3. MÉTHODE DE CALCUL 48
6.3. RÉSULTATS DES CALCULS ET COMPARAISON 49
6.3.1. LA MÉTHODE PAR SUPERPOSITION 49
6.3.2. LA MÉTHODE SANS SUPERPOSITION 51
6.3.3. RÉSULTATS POUR LE CAS LE PLUS DÉFAVORABLE 52
6.3.4. VÉRIFICATION DE LA STABILITÉ DE L’OUVRAGE 55
7. COMPARAISON AUX EUROCODES 56
7.1. PARAMETRES DU BÂTIMENT 56
7.1.1. PARAMÈTRES DU PROJET 56
7.1.2. RÉGULARITÉ DES BÂTIMENTS 56
7.1.3. COEFFICIENT DE COMPORTEMENT Q 59
7.1.4. CHARGES 64
7.2. PARAMETRES SISMIQUES 65
7.2.1. ACTION SISMIQUE 65
7.2.2. SPECTRE DE CALCUL DU MOUVEMENT SISMIQUE 66
7.2.3. COMBINAISONS DE CHARGES POUR L’ANALYSE MODALE 67
7.2.4. ANALYSE MODALE 68
7.2.5. COMBINAISONS D’ACTIONS 68
7.3. COMPARAISON DES DÉPLACEMENTS 69
7.3.1. DÉPLACEMENTS MAXIMAUX 69
7.3.2. LIMITATION DES DÉPLACEMENTS ENTRE ÉTAGES 71
7.3.3. CONDITION DE JOINT SISMIQUE 71
7.4. COMPARAISON DES RÉACTIONS D’APPUIS 71
7.4.1. COMPARAISON AUX ELS 71
7.4.2. COMPARAISON DES DIFFÉRENTES ACTIONS SISMIQUES 72
7.4.3. COMPARAISON AVEC LES MÊMES COMBINAISONS 73
CONCLUSION 74
BIBLIOGRAPHIE 75
LISTE DES FIGURES 76
LISTE DES TABLEAUX 77