Ce document est consacré à l’étude comparative entre le Bael 91 Modifiée 99 et la Norme européenne dénommée "Eurocode 2" y compris l’Annexe Nationale Française sur un projet existant qui est la Pharmacie Segbeya située à Cotonou (Bénin).
La démarche adoptée afin d’atteindre cet objectif a consisté à effectuer le dimensionnement détaillé de certains éléments structuraux en Béton armé (Poutres, Poteaux, Planchers à corps creux avec hourdis coulés sur place, Escalier) inhérent à chaque code de Calcul et à ses principes afin de pouvoir obtenir des résultats qui seront, par la suite, analysés et interprétés. Cette étude Comparative a été réalisée à partir des aciers à haute d’adhérence de 400 MPa et de classe de ductilité normale B dans le cas de l’Eurocode 2 et des Aciers Fe 400 pour le règlement français. Les caractéristiques du béton utilisé sont de 25 MPa pour le BAEL 91 modifiée 99 et de classe C25/30 dans le cadre de l’Eurocode 2. Cette étude permettra de donner une vue d’ensemble sur les différentes méthodes de calcul à l’Eurocode 2 et leurs différences par rapport à l’ancien règlement français. Les dessins architecturaux et structuraux seront réalisés à l’aide du logiciel Autodesk Autocad. Les diagrammes de calcul des sollicitations internes seront réalisés à l’aide du logiciel RDM 6.
Les Eurocodes sont un ensemble de textes européens qui ont été élaborées dans le but d’uniformiser l’ensemble des codes de calcul de structure et de limiter les nombreuses disparités existantes dans les règlements de chaque pays en permettant la libre circulation en ingénierie des différents acteurs de la construction. Norme internationale, traduite dans plus de 20 langues et utilisée par plus de 40 pays en dehors de l’union européenne, elle a remplacé aujourd’hui, l’ancien code français de calcul de structures en béton armé qu’était le BAEL 91 modifiée 99 qui est encore utilisée en Afrique francophone.
Table des matières
INTRODUCTION
OBJECTIFS DE L’ETUDE
OBJECTIFS DE DEVELOPPEMENT
OBJECTIFS SPECIFIQUES
HYPOTHESES DE L’ETUDE
RESULTATS ATTENDUS
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I-) LES PRINCIPES DU BETON ARME
I-1-2) HISTORIQUE DU BETON ARME
I-1-3) EVOLUTION DES METHODES DE CALCUL EN BETON ARME
I-1-4) LA METHODE DES CONTRAINTES ADMISSIBLES
I-1-4-1) LA METHODE CLASSIQUE
I-1-4-2) LA METHODE CLASSIQUE DITE « AMENAGEE »
I-4-1-3) LES LIMITES DE LA METHODE DES CONTRAINTES ADMISSIBLES
I-4-1-4) LA METHODE DE CALCUL A LA RUPTURE
II-) METHODE DE CALCUL SEMI-PROBABILISTE AVEC COEFFICIENTS PARTIELS DE SECURITE (ETATS LIMITES)
II-2) ORIGINE DES METHODES AUX ETATS LIMITES
II-2-1) IDEE DU PROBABILISME
II-2-2) LE RECOURS AU SEMI-PROBABILISME
II-2-3) LES VERIFICATIONS
II-2-3-1) LE CAS DES ETATS LIMITES ULTIMES DE RESISTANCE
A-) EQUATION DE VERIFICATION DE LA SECURITE
II-2-3-2) CAS DES ETATS LIMITES DE STABILITE DE FORME
II-2-3-3) CAS DES ETATS LIMITES DE SERVICE
III-) LES EUROCODES
III-1) LE ROLE DES EUROCODES
III-3-2) L’HISTORIQUE DE L’EUROCODE 2
III-3-3) LES DIFFERENTS EUROCODES ET LEUR APPLICATION
III-3-4) LA STRUCTURE DES EUROCODES
III-4) LES LIENS ENTRE LES EUROCODES
III-4-1) DU BAEL VERS L’EUROCODE
III-4-2 ) LE PARTAGE DES ROLES
IV-) L’EUROCODE 2 - NF EN 1992
IV-1) LES DOMAINES D’APPLICATION
IV-2) ORGANISATION DE LA NORME NF EN 1992-1-1 STRUCTURES EN BETON : REGLES GENERALES ET REGLES POUR LES BATIMENTS
IV-3) LES REGLES DE BASE
IV-4) LES MODALITES DE DEFINITION DES BETONS
IV-5) LE RAISONNEMENT AUX ETATS LIMITES
IV-6-1) LE PRINCIPE
IV-6-2) VALEURS CARACTERISTIQUES ET COEFFICIENTS PARTIELS
IV-6-3) RESISTANCE CARACTERISTIQUE
V-) COEFFICIENTS SUR LES ACTIONS AUX ETATS LIMITES ULTIMES (ELU)
V-1) LES ETATS LIMITES
V-2) DURABILITE
V-2-1) LA CLASSE LIEE A LA STRUCTURE (CLASSE STRUCTURALE)
V-2-1) ENROBAGE MINIMAL EN FONCTION DES CONDITIONS D’ENVIRONNEMENT EN 1992-1-1)
V-2-2) ENROBAGE MINIMAL EN FONCTION DES CONDITIONS D’ENVIRONNEMENT SELON L’ANNEXE NATIONALE FRANÇAISE)
V-2-3) ENROBAGE DES ARMATURES
V-3) LA FISSURATION
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I-) LES PRINCIPES DE BASE SUR LES MATERIAUX
I-1) LE DIAGRAMME CONTRAINTES-DEFORMATIONS D’UN MATERIAU
I-2) LE DIAGRAMME ELASTO-PLASTIQUE PARFAIT D’UN MATERIAU
I-2) LE BETON ET SES RESISTANCES
I-2-1) LA RUPTURE EN COMPRESSION
I-2-1-1) L’INTERPRETATION STATISTIQUE DES ESSAIS
I-2-1-2) LA RESISTANCE CARACTERISTIQUE
I-2-2) LA RUPTURE PAR TRACTION
II-) LES PRESCRIPTIONS REGLEMENTAIRES SUR LES MATERIAUX :LE BETON
II-1) LA RESISTANCE A LA COMPRESSION
II-2) LA RESISTANCE A LA TRACTION
II-3) LES CLASSES DE RESISTANCE
II-5) LE MODULE DE DEFORMATION LONGITUDINALE INSTANTANEE DU BETON
II-5) LE COEFFICIENT DE POISSON
II-6) FLUAGE ET RETRAIT DU BETON
II-7) LE DIAGRAMME DES TROIS PIVOTS
III-) LES PRESCRIPTIONS REGLEMENTAIRES SUR LES MATERIAUX : L’ACIER
III-1) LES TYPES D’ACIERS
III-2) LES NORMES
III-3) LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES
III-3-1) LA LIMITE D’ELASTICITE GARANTIE
III-3-3) LA DUCTILITE
III-3-4) LES DIAGRAMMES CONTRAINTES-DEFORMATIONS DE CALCUL
IV-) LES ACTIONS ET SOLLICITATIONS
IV-1) LES ACTIONS
IV-2) LES COMBINAISONS D’ACTIONS
IV-3) LES SOLLICITATIONS
V-) LE BAEL 91 ET L’EUROCODE 2 : DEUX CODES AUX DIFFERENCES DIVERSES
DEUXIEME PARTIE
TROISIEME PARTIE
I-) ANALYSE COMPARATIVE AU NIVEAU DES MATERIAUX
I-1) CAS DU BETON
CAS DE L’ACIER
II-) RESULTATS ET ANALYSE DANS LE CAS DES POTEAUX
II-1) RESULTATS
II-2) ANALYSE
III) RESULTATS ET ANALYSE DANS LE CAS DE L’ESCALIER
III-1) RESULTATS
III-2) ANALYSE
IV-) RESULTATS ET ANALYSE DANS LE CAS DE LA POUTRE ISOSTATIQUE
IV-1) RESULTATS
IV-2) ANALYSES
IV-3)VERIFICATION AUX ETATS LIMITES DE SERVICE
V-) CAS DES PLANCHERS A CORPS CREUX Y COMPRIS POUTRELLES
V-I) RESULTATS
V-2) ANALYSES
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES A
ANNEXE 1: NOTE DE CALCUL DU PLANCHER A CORPS CREUX AU BAEL 91 MODIFIEE 99
ANNEXE 2: NOTE DE CALCUL DU PLANCHER A CORPS CREUX A L’EUROCODE 2 Y COMPRIS ANNEXE NATIONALE FRANÇAISE
ANNEXE 3: NOTE DE CALCUL DE L’ESCALIER A DEUX VOLEES SELON LE BAEL 91 MODIFIEE 99
ANNEXE 4: NOTE DE CALCUL DE L’ESCALIER A DEUX VOLEES SELON L’EUROCODE 2 Y COMPRIS ANNEXE NATIONALE FRANÇAIS
ANNEXE 5: NOTE DE CALCUL DE LA POUTRE ISOSTATIQUE SELON LE BAEL 91 MODIFIEE 99
ANNEXE 6: NOTE DE CALCUL DE LA POUTRE ISOSTATIQUE A L’EUROCODE 2 Y COMPRIS ANNEXE NATIONALE FRANÇAISE
ANNEXE 7: NOTE DE CALCUL DU POTEAU SELON LES REGLES BAEL 91 MODIFIEE 99
ANNEXE 8: NOTE DE CALCUL DU POTEAU SELON L’EUROCODE 2 Y ANNEXE NATIONALE
ANNEXE 9: NOTE DE CALCUL DU POTEAU A L’EUROCODE 2 (METHODE SANS CONSIDERER LES EFFETS DU SECOND ORDRE)
ANNEXES B
ANNEXE 10 : DETAILS SUR LES CARACTERISTIQUES DES BETONS POUR LES EUROCODES SELON LA NORME NF 206-1
INDEX
Objectifs et thématiques
Cette étude vise à réaliser une comparaison structurelle entre les règlements BAEL 91 modifiée 99 et l’Eurocode 2 afin d’évaluer leurs méthodologies de calcul et d’orienter le choix des ingénieurs en Afrique francophone pour leurs projets futurs en béton armé.
- Étude des principes fondamentaux et des méthodes de calcul de chaque code.
- Réalisation d’un dimensionnement complet d’éléments porteurs (poteaux, escaliers, planchers à corps creux, poutres).
- Analyse comparative des résultats obtenus, des avantages et des inconvénients de chaque règlement.
- Évaluation des spécificités techniques et constructives selon les deux normes.
- Élaboration de recommandations pratiques pour la transition vers l’Eurocode 2 en contexte africain.
Auszug aus dem Buch
I-1-2) Historique du béton armé
En 1824, J.Aspdin, Inventeur anglais invente le ciment Portland (Brevet anglais). Ce liant hydraulique joue un rôle important dans le béton « moderne ».
De 1850 à 1880, nous avons le premier développement en béton armé dont les premières recherches sont réalisées en France :
En 1848, J. Lambot imagine l’association des barres d’acier et de béton de ciment pour réaliser un bateau.
En 1849, J.Monier, un jardinier de Versailles a utilisé un procédé analogique pour fabriquer des caisses à fleurs. On lui attribue l’invention du Béton armé qui fut exploité en Allemagne par l’Entreprise Monier Béton Brau (Brevet déposé de 1868).
En 1852, F.Coignet réalise un immeuble en béton avec des fers profilés enrobés (Mémoire sur l’utilité des tirants de fer dans le béton, publié en 1861)
En 1880 et 1910, Les premières réalisations importantes ainsi les théories et les essais sont réalisées :
En 1892, F. Hennebique, E. Coignet, structures monolithiques,(Planchers nervurés, Poutres continues et Ossatures).
En 1899, S. Boussiron réalise le pont routier en arc
En 1910, P. Séjourne réalise un tablier de pont
En 1886, G Wayss, Premières Bases Théoriques et Applications.
En 1893, S.de Molins réalise une série d’essais à Lausanne.
En 1849, W. Ritter réalise un cours sur la Méthode Hennebique
Résumé des chapitres
INTRODUCTION : Présentation du besoin de règles de construction standardisées pour le génie civil et de l'intérêt d'étudier la transition du code BAEL 91 vers l'Eurocode 2.
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE : Étude des principes fondamentaux, des avantages/inconvénients du béton armé, et comparaison des méthodes de calcul entre les règlements BAEL 91 et l'Eurocode 2.
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES : Description du projet de référence (Pharmacie Segbeya) et des outils de calcul (logiciels, normes, littérature) utilisés pour l'étude comparative.
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET ANALYSES : Analyse comparative détaillée des calculs effectués sur les poteaux, escaliers, poutres isostatiques et planchers à corps creux selon les deux normes.
Mots-clés
Béton armé, BAEL 91, Eurocode 2, dimensionnement, calcul de structures, états limites, résistance des matériaux, fissuration, durabilité, poteaux, escaliers, poutres isostatiques, planchers, ferraillage, comparatif.
Questions fréquemment posées (FAQ)
Quel est l'objectif principal de ce travail ?
L'objectif est d'effectuer une étude comparative entre le règlement français BAEL 91 modifiée 99 et la norme internationale Eurocode 2, afin de fournir un support pratique aux ingénieurs d'Afrique francophone pour leur future transition vers l'Eurocode 2.
Quels sont les principaux éléments structurels étudiés ?
L'étude porte sur le dimensionnement et l'analyse de quatre éléments porteurs courants : le plancher à corps creux, la poutre isostatique, l'escalier et le poteau.
Quelle est la méthodologie de recherche utilisée ?
La recherche s'appuie sur une étude structurelle comparative du projet existant de la Pharmacie Segbeya, en réalisant des calculs manuels détaillés conformes aux deux règlements pour confronter les résultats obtenus.
Quels sont les thèmes centraux abordés ?
Les thèmes incluent les principes de calcul des matériaux (béton et acier), les différentes méthodes de vérification (états limites, contraintes admissibles), la gestion de la fissuration, et la durabilité des structures.
Quelles sont les conclusions sur l'utilisation du code Eurocode 2 ?
Bien que plus complexe que le BAEL 91, l'Eurocode 2 offre des avantages significatifs en termes de précision, de gestion de la durabilité et de robustesse des ouvrages, malgré une courbe d'apprentissage initiale plus exigeante.
Quels sont les principaux changements dans le calcul des poteaux ?
L'Eurocode 2 introduit des méthodes plus complexes prenant mieux en compte les effets du second ordre et les imperfections géométriques, contrairement aux approches forfaitaires simplifiées du BAEL 91.
Comment le calcul de l'enrobage diffère-t-il entre les deux normes ?
Contrairement au BAEL 91, l'Eurocode 2 base la détermination de l'enrobage sur des classes d'exposition environnementales spécifiques et la classe structurale, permettant une optimisation de la durabilité propre à chaque élément.
Quelle importance revêt la fissuration à l'Eurocode 2 ?
L'Eurocode 2 intègre une approche de limitation des ouvertures de fissures basée sur des limites admissibles précises, contrairement au BAEL 91 qui utilisait des appellations qualitatives comme "fissuration préjudiciable".
- Citar trabajo
- Guy Roger Atiampo (Autor), Kouandete Valery Doko (Autor), 2018, Etude Comparative entre l'eurocode 2 Et le Bael 91 modifiée 99 sur un projet existant, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/452198
