L’homme a d’abord construit de façon rudimentaire et empirique, puis la construction a évolué pour aboutir aujourd’hui à des techniques complexes. Ainsi, le mot " architecture " renvoie a deux domaines distincts. D’une part la construction, c’est-à-dire les modalités techniques selon lesquelles sont édifiés les bâtiments, et d’autre part l’art et la recherche de l’esthétique.

C’est le domaine de la construction qui sera le sujet de notre étude et nous essaierons de dégager les notions de base de la construction. Pour cela nous procéderons de la même façon que l’architecte au stade de la conception de son bâtiment. Il commence par une étude précise du terrain et par un calcul des charges théoriques de son bâtiment puis définit grâce à ces renseignements les fondations, l’ossature et enfin les matériaux du bâtiment.

Afin de mieux comprendre les techniques de construction, notre étude sera illustrée d’un exemple concret qui est l’Hôtel Industriel Berlier de l’architecte Dominique Perrault, un bâtiment situé dans le 13^ème arrondissement de Paris. Il se présente comme un cube de verre et accueille aussi bien des petites industries que des bureaux. Nous tenterons d’expliquer le choix de sa structure en appliquant les principes énoncés dans l’exposé.

La topographie est la technique de représentation sur un plan des formes du terrain, y compris les détails naturels et artificiels. Elle comporte deux disciplines : la topologie et la topométrie.

La topologie traite des formes générales de grande surface pouvant atteindre plusieurs kilomètres carrés. La topométrie quant à elle est employée pour faire des mesures portant sur des surfaces limitées. Les documents ainsi obtenus sont des plans à grande échelle. On distingue alors deux types de plans :

- La planimétrie permet de représenter sur un plan tous les accidents topographiques situés à la surface du sol, comme les cours d’eau, les lacs, les bois, etc.

- L’altimétrie permet de représenter le relief, celui-ci étant indiqué le plus souvent par des courbes de niveau.

Une fois cette étude réalisée, le lieu de l’implantation du bâtiment peut être choisi. On procède alors à une analyse approfondie du terrain.

La géotechnique permet de définir les caractéristiques des roches et des sols afin de déterminer les fondations du bâtiment et la couche du terrain sur laquelle elles prennent appui.

On procède alors à des prélèvements d’échantillons du sol et à des essais. Cette science est appelée mécanique des sols. Elle permet de déterminer :

• les qualités des sols sous-jacents
• leurs caractéristiques mécaniques
• leur portance
• les tassements sous l’action des surcharges amenées par les constructions

On établit ainsi un dossier de faisabilité de la construction plus proche de la réalité, y compris pour les fondations. En effet, en fonction de la roche et de sa résistance, on peut connaître précisément le type de fondation à utiliser.

FICHE D’APPLICATION N°1 : GEOLOGIE DU TERRAIN

A partir d’une carte géologique du 13ème arrondissement de Paris, nous pouvons connaître la constitution du sol d’assise de l’Hôtel Industriel Berlier. Le bâtiment est entouré en rouge sur la carte ci-contre. Nous pouvons observer que le terrain où il se trouve est constitué en surface de remblais désigné par la lettre X. Ils sont constitués principalement de matériaux de démolition ou de déblais de carrières. Ils forment ici une couche de 5 mètres d’épaisseur. Ensuite une ceinture coloriée en rouge témoigne de la nature de la couche sous-jacente constituée de marnes (e5d). Ce sont des roches argileuses ou calcaires qui forment ici une couche de 10 mètres d’épaisseur. La connaissance de la nature du sol sera essentielle à la conception des fondations (partie 2).

Après cette première étude, il convient de déterminer les charges du bâtiment.

a) Les charges permanentes

Elles correspondent au poids propre des matériaux utilisés dans la réalisation du bâtiment, à savoir les éléments de structure, d’enveloppe et d’équipement. Ce poids est calculé sur la base des plans précis du projet. Le calcul du volume des matériaux mis en œuvre et la connaissance de leur masse volumique permettent de déterminer le poids propre des murs, des planchers, de la charpente, etc.

b) Les charges d’exploitation

Les charges d’exploitation correspondent aux charges qui résultent d’un usage normal du bâtiment. Elles comprennent le matériel, le mobilier, le stockage, la circulation des véhicules, les personnes, etc.

Lorsque les charges d’exploitation sont répétitives, elles peuvent faire l’objet d’une loi de dégressivité verticale en fonction du nombre d’étages.

Soit Q_t l’ensemble des charges d’exploitation d’un immeuble de n étages en kN / m². Alors :

où p est le coefficient de pondération (qui dépend du nombre d’étages) et k le nombre d’étages.