Modèle de concours : Ingénieurs d'État de 1er grade — Ministère de l'Agriculture — Génie civil — 24 novembre 2022

Ce modèle est l'épreuve écrite du concours de recrutement des ingénieurs d'État du premier grade du Ministère de l'Agriculture, de la Pêche Maritime, du Développement Rural et des Eaux et Forêts, filière Génie civil, session du 19 juin 2022. Durée 3 heures, coefficient 4. Partie I : 10 questions à 1 point ; partie II (10 points) : trois exercices.

💡 En partie I, un point par question : répondez en quelques lignes précises, avec des exemples, sans dérouler un cours. Gardez du temps pour la partie II, où l'exercice 1 est un piège d'équilibre à bien interpréter.

Partie I (10 points)

1. Rôle de l'ingénieur en génie civil au Département de l'Agriculture

Il conçoit, fait réaliser et suit les infrastructures agricoles et rurales : barrages collinaires et petits barrages, réseaux d'irrigation et de drainage, stations de pompage, pistes rurales et ouvrages d'art, bâtiments (silos, magasins, abattoirs, marchés, centres de conseil). Activités : études et avant-projets, préparation des dossiers d'appel d'offres, contrôle et suivi des chantiers, réception des travaux, maintenance du patrimoine, assistance aux collectivités et aux organisations d'agriculteurs.

2. Trois opérations de reconnaissance des sols

• Sondages (carottés pour prélever des échantillons intacts, destructifs pour repérer les couches) et puits ou tranchées de reconnaissance.
• Essais in situ : pénétromètre dynamique ou statique, pressiomètre Ménard, essai SPT, mesure du niveau de la nappe.
• Essais de laboratoire : identification (granulométrie, limites d'Atterberg, teneur en eau, densité) et essais mécaniques (cisaillement, œdomètre).

3. Quatre causes probables de l'écroulement d'un immeuble R+4 en construction

• Fondations inadaptées faute d'étude géotechnique (sol de faible portance, remblai, tassements différentiels).
• Béton de mauvaise qualité (dosage insuffisant, excès d'eau, mauvaise vibration) et aciers insuffisants ou mal placés.
• Décoffrage ou désétaiement prématuré, avant que le béton ait atteint sa résistance.
• Surcharges de chantier (stockage de matériaux sur les planchers), étages ajoutés non prévus au calcul, absence de contrôle technique, erreurs de conception ou d'exécution.

4. Utilité d'une étude géotechnique

Elle permet de concevoir des fondations sûres et économiques. On y recherche : la nature et l'épaisseur des couches, la profondeur du bon sol, le niveau et les variations de la nappe, les caractéristiques mécaniques, la contrainte admissible (portance), les tassements prévisibles, l'agressivité du sol et de l'eau vis-à-vis du béton, les risques particuliers (argiles gonflantes, cavités, glissement, liquéfaction), et des recommandations sur le type et le niveau de fondation, les terrassements et le drainage.

5. Les trois éléments qui déterminent les fondations

La nature du sol (portance, profondeur du bon sol, présence d'eau), les charges transmises par l'ouvrage (descente de charges) et le type d'ouvrage (structure, sensibilité aux tassements, contraintes du voisinage).

6. Comment résiste un pieu ; deux ouvrages

Par sa résistance de pointe (appui sur une couche dure en profondeur) et par le frottement latéral le long du fût ; un sol compressible qui tasse peut au contraire créer un frottement négatif. Ouvrages : pile de pont en rivière, bâtiment lourd ou silo sur sol mou, château d'eau, quai portuaire.

7. Pathologie des bâtiments

C'est l'étude des désordres qui affectent un bâtiment (symptômes, causes, diagnostic, réparation). Exemples : fissures (retrait, tassement différentiel, surcharge) ; corrosion des armatures avec éclatement du béton (béton carbonaté, enrobage insuffisant) ; remontées capillaires et humidité ; infiltrations par terrasse ou façade ; efflorescences ; décollement des enduits et revêtements ; flèches excessives ; condensation et moisissures.

8. L'eau et la résistance des terrains

Oui. L'eau exerce une pression interstitielle u qui réduit la contrainte effective (σ' = σ − u) et donc la résistance au cisaillement et la portance ; elle provoque des sous-pressions sur les ouvrages enterrés, le gonflement ou le retrait des argiles, l'entraînement des fines (érosion interne, renard) et, pour des sables lâches saturés, un risque de liquéfaction sous séisme. Il convient de : reconnaître la nappe (piézomètres), drainer (drains, tranchées drainantes, puits), rabattre la nappe pendant les travaux, dimensionner avec les caractéristiques du sol saturé, prévoir cuvelage ou radier étanche et lestage contre la sous-pression, ou descendre les fondations sur pieux jusqu'au bon sol.

9. Barrage voûte

Le barrage voûte est un mur courbe, convexe vers l'amont. La poussée de l'eau met la voûte en compression et, par effet d'arc, reporte l'essentiel de la charge horizontalement sur les rives (appuis latéraux), le reste descendant vers la fondation comme une console. Il exige une vallée étroite aux versants rocheux très résistants, mais économise beaucoup de béton par rapport à un barrage-poids.

  Vue en plan :        amont (retenue)
                  ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
       rive   \      ↓   ↓   ↓      /   rive
      rocheuse \   ___________     /  rocheuse
          ◄────  /             \  ────►
                /    voûte      \      efforts de compression
                     aval              reportés sur les rives

10. Le développement durable

C'est un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs (rapport Brundtland, 1987). Il concilie trois piliers : efficacité économique, équité sociale et protection de l'environnement, avec une bonne gouvernance. Au Maroc, il est encadré par la loi-cadre n° 99-12 portant charte nationale de l'environnement et du développement durable. En génie civil : économie d'eau et d'énergie, matériaux locaux, gestion des déchets de chantier, études d'impact.

Partie II (10 points)

La figure de la poutre et les exercices 2 et 3 figurent en page 2 du sujet.

Exercice 1 (3 points) : poutre sur appuis simples A et B

Données lues sur la figure : poutre de 7,00 m ; charge ponctuelle F = 30 kN à l'extrémité gauche (porte-à-faux de 2,00 m) ; appui simple A à 2,00 m ; appui simple B à l'extrémité droite (AB = 5,00 m) ; charge répartie p = 5 kN/ml sur toute la longueur (résultante 35 kN au milieu, à 3,50 m de l'extrémité gauche, soit 1,50 m à droite de A).

1. Actions en A et B

ΣM/B = 0 : R_A × 5 = 30 × 7 + 35 × 3,5 = 210 + 122,5 = 332,5 ⇒ R_A = 66,5 kN (vers le haut).

ΣF = 0 : R_B = 30 + 35 − 66,5 = −1,5 kN, c'est-à-dire une action vers le bas. Vérification par ΣM/A : moment renversant F × 2 + (5 × 2) × 1 = 70 kN·m ; moment stabilisant (5 × 5) × 2,5 = 62,5 kN·m ; R_B × 5 = 62,5 − 70 = −7,5 ⇒ R_B = −1,5 kN.

2. Conclusion sur l'équilibre : un appui simple ne peut que pousser (il ne peut pas retenir la poutre vers le bas). Or l'équilibre exigerait une traction de 1,5 kN en B : la poutre se soulève en B et bascule autour de A. Le système n'est pas en équilibre : le moment renversant (70 kN·m) dépasse le moment stabilisant (62,5 kN·m).

3. Modifications possibles (une seule suffit, à justifier) :

• Ancrer l'appui B (articulation capable de reprendre une traction, tirant scellé, ou encastrement) : il pourra fournir les 1,5 kN vers le bas.
• Ajouter un contrepoids sur la travée AB : par exemple au moins 1,5 kN en B (ou une charge équivalente donnant au moins 7,5 kN·m de moment stabilisant autour de A).
• Réduire le porte-à-faux en déplaçant A vers la gauche : avec un porte-à-faux a, l'équilibre limite s'écrit 30a + 2,5a² = 2,5 (7 − a)², soit a ≈ 1,88 m ; il faut donc a < 1,88 m (avec une marge de sécurité).
• Réduire la charge F en bout de console.

Exercice 2 (3 points) : chemisage de poteaux et poutres en béton armé

1. Principe et dispositions : le chemisage consiste à envelopper l'élément existant d'une nouvelle couche de béton armé (en général 7 à 10 cm ou plus), avec des armatures longitudinales et des cadres supplémentaires, pour lui rendre ou augmenter sa résistance et sa durabilité. Étapes :

1. Étaiement et déchargement des éléments à traiter.
2. Dégarnissage du béton carbonaté ou éclaté jusqu'au béton sain et derrière les aciers ; repiquage de toute la surface pour l'adhérence.
3. Traitement des aciers : brossage ou sablage jusqu'au métal propre, produit de passivation anticorrosion ; remplacement ou doublage des barres dont la section est trop réduite.
4. Application d'une résine ou d'un primaire d'accrochage ; scellement de goujons ou ancrages dans le béton existant.
5. Mise en place du nouveau ferraillage (barres longitudinales ancrées dans les fondations ou les nœuds, cadres fermés).
6. Coffrage et coulage d'un béton ou micro-béton à retrait compensé, ou béton projeté ; cure soignée ; désétaiement.
7. Protection finale (enrobage suffisant, revêtement anti-carbonatation) et traitement de la cause (infiltrations, humidité).

Variantes : chemisage métallique (cornières et plats soudés) ou par tissus de fibres de carbone collés.

2. Schéma de chemisage d'un poteau (coupe horizontale)

   +-----------------------------+   nouveau béton (7 à 10 cm)
   |  o         o         o      |   o  nouvelles barres longitudinales
   |    +-----------------+      |   [] cadre fermé neuf autour
   |  o |  poteau existant | o   |
   |    |  (aciers traités)|     |
   |  o +-----------------+  o   |   goujons scellés dans l'ancien béton
   |  o         o         o      |
   +-----------------------------+

3. Schéma de chemisage d'une poutre (coupe transversale) : la dalle empêche d'envelopper la face supérieure, on chemise en U sur trois faces ; les nouveaux cadres traversent la dalle par des percements (ou sont ancrés dans la dalle) et les nouvelles barres inférieures sont ancrées dans les poteaux.

   ======== dalle ======|==========|====== dalle ========
                        |  cadres traversant la dalle
            +--+--------+----------+--------+--+
            |  |   poutre existante         |  |  béton de
            |  |   (aciers traités)         |  |  chemisage
            |  +----------------------------+  |  en U
            |   o    o    o    o    o          |  o nouvelles
            +----------------------------------+    barres basses

Exercice 3 (4 points) : programmes du Plan Maroc Vert et de la stratégie Génération Green

Plan Maroc Vert (2008-2020) :

• Pilier I : projets d'agriculture moderne à haute valeur ajoutée portés par des investisseurs privés, et agrégation des petits producteurs autour d'opérateurs structurants.
• Pilier II : projets d'agriculture solidaire au profit des petits agriculteurs des zones difficiles (reconversion des céréales vers l'arboriculture fruitière, intensification, produits du terroir).
• Programme national d'économie d'eau en irrigation : conversion massive à l'irrigation localisée, fortement subventionnée ; extension de l'irrigation à l'aval des barrages ; partenariats public-privé en irrigation.
• Fonds de développement agricole : subventions à l'investissement (irrigation, matériel, plantations, élevage).
• Contrats-programmes État-interprofessions par filière ; assurance agricole contre les aléas climatiques ; création de l'ONSSA et d'un conseil agricole rénové.

Génération Green (2020-2030), qui prend le relais :

• Priorité à l'élément humain : émergence d'une classe moyenne agricole, insertion des jeunes par l'entrepreneuriat agricole et les services agricoles, mobilisation des terres collectives au profit des ayants droit, nouvelle génération d'organisations d'agriculteurs.
• Pérennité du développement agricole : consolidation des filières, développement de l'agro-industrie et de la valeur ajoutée, modernisation des circuits de distribution, qualité et sécurité sanitaire, agriculture résiliente et éco-efficiente (efficience de l'eau, énergies renouvelables, agriculture de conservation).

Lien avec les performances : l'irrigation localisée, la reconversion vers l'arboriculture et la diversification des filières ont rendu le PIB agricole moins dépendant de la pluviométrie des céréales en bour, et l'assurance et le soutien aux petits agriculteurs ont amélioré la résilience face aux sécheresses et aux chocs extérieurs.