Modèle de concours : Techniciens 3e grade — Ministère des Habous et des Affaires Islamiques — Génie civil — 14 février 2021

Ce modèle est l'épreuve écrite du concours de recrutement des techniciens de 3e grade, option génie civil — Ministère des Habous et des Affaires Islamiques, session du 14 février 2021. Durée : 4 heures, coefficient 3. Trois exercices (projet de bâtiment R+3, analyse granulométrique d'un sable, poutre à l'ELU) et cinq questions de généralités. Voici une correction proposée.

Exercice 1 — Bâtiment administratif R+3 avec sous-sol (160 m²), radier de 50 cm

1.1 Plans nécessaires

• Plan de situation et plan de masse (implantation sur la parcelle, accès, réseaux).
• Levé topographique du terrain.
• Plans d'architecture : plans de chaque niveau (sous-sol, RDC, étages, terrasse), coupes, façades.
• Plans de structure (béton armé) : plans de fondations (radier), plans de coffrage et de ferraillage (voiles, poteaux, poutres, planchers, escaliers).
• Plans des lots techniques : assainissement, plomberie, électricité, sécurité incendie, climatisation.

1.2 Installation de chantier

• Clôture, portail d'accès, panneau de chantier, signalisation.
• Bureaux (entreprise, maître d'œuvre), vestiaires, sanitaires, réfectoire, gardiennage.
• Aires de stockage (ciment à l'abri, aciers, granulats séparés), aire de façonnage des aciers, magasin.
• Poste de fabrication du béton (bétonnière ou centrale) ou accès pour camions toupies.
• Moyens de levage (grue), voies de circulation interne.
• Branchements provisoires en eau et électricité, éclairage, évacuation des eaux.

1.3 Rôle de l'implantation

Reporter sur le terrain, à partir des plans, la position exacte de l'ouvrage : axes, angles, alignements réglementaires et niveaux (repère altimétrique). On matérialise les axes par des piquets et des chaises d'implantation, pour que fouilles, fondations et poteaux soient réalisés au bon endroit et à la bonne cote.

1.4 Pourquoi une étude de sol ?

Pour connaître la nature des couches et leur épaisseur, la contrainte admissible (portance), les tassements prévisibles, la présence et le niveau d'une nappe, l'agressivité du sol ; et donc choisir le type et la profondeur des fondations (ici un radier général), en sécurité et au meilleur coût.

1.5 Coupe lithologique du sondage

Sur la copie, on dessine une colonne verticale à l'échelle, chaque couche avec sa trame conventionnelle, les cotes à gauche et la désignation à droite. La terre végétale et le remblai sont décapés ; le radier repose sur l'argile.

1.6 Lots du projet

Terrassements ; gros œuvre (béton armé, maçonnerie) ; étanchéité ; menuiserie bois ; menuiserie aluminium ; menuiserie métallique / ferronnerie ; plomberie-sanitaire ; électricité (courants forts et faibles) ; revêtements (sols et murs) ; faux plafonds ; peinture-vitrerie ; climatisation-ventilation ; sécurité incendie ; ascenseur ; voirie et réseaux divers (VRD).

1.7 Étapes de construction

1. Installation de chantier, puis implantation.
2. Décapage de la terre végétale et terrassement en masse du sous-sol (avec blindage ou talutage des parois), épuisement des eaux si nécessaire.
3. Béton de propreté, puis ferraillage et coulage du radier (50 cm).
4. Voiles périphériques et poteaux du sous-sol, étanchéité et drainage des murs enterrés, remblaiement.
5. Ossature niveau par niveau : poteaux, poutres, planchers (RDC, 1er, 2e, 3e), escaliers, terrasse.
6. Maçonneries, acrotères, étanchéité de la terrasse.
7. Second œuvre : réseaux (plomberie, électricité), enduits, menuiseries, revêtements, peinture.
8. VRD, aménagements extérieurs, nettoyage, réception des travaux.

Exercice 2 — Analyse granulométrique d'un sable (2 000 g)

Contrôle : la somme des refus (2 000 g) est égale à la masse initiale, il n'y a pas de perte.

2.1 Module de finesse

Le module de finesse est le centième de la somme des refus cumulés, en %, sur les tamis 0,16 – 0,315 – 0,63 – 1,25 – 2,5 – 5 mm. Il caractérise la finesse du sable : plus il est petit, plus le sable est fin.

M_f = (8,0 + 17,0 + 27,0 + 49,5 + 67,0 + 80,5) / 100 = 249 / 100 = 2,49

2.2 Convient-il pour le béton ?

Oui. Un bon sable à béton a un module de finesse compris entre 2,2 et 2,8 (optimum voisin de 2,5). Avec 2,49, ce sable est pratiquement à l'optimum : ni trop fin (demande en eau élevée, résistance réduite), ni trop grossier (béton peu maniable, ségrégation). Le passant à 0,08 mm (6 %) reste modéré ; on vérifiera la propreté par un essai d'équivalent de sable.

Exercice 3 — Poutre 30 × 50 à l'ELU, portée 10 m, P = 120 kN à 4 m de A

Poids propre : g = 0,30 × 0,50 × 25 = 3,75 kN/m (charge permanente G). Charge d'exploitation : P = 120 kN (Q). À l'ELU : p_u = 1,35 × 3,75 = 5,06 kN/m et P_u = 1,5 × 120 = 180 kN.

3.1 Réactions d'appui

Vérification ELU : 133,31 + 97,31 = 230,62 = 5,0625 × 10 + 180 ✔

3.2 M(x) et T(x) à l'ELU

Pour 0 ≤ x ≤ 4 m :

• T(x) = 133,31 − 5,06 x (de 133,31 à 113,06 kN)
• M(x) = 133,31 x − 2,53 x² (de 0 à 492,75 kN·m)

Pour 4 ≤ x ≤ 10 m :

• T(x) = 133,31 − 5,06 x − 180 = −46,69 − 5,06 x (de −66,94 à −97,31 kN)
• M(x) = 133,31 x − 2,53 x² − 180 (x − 4) (de 492,75 à 0 kN·m)

M(4) = 133,31 × 4 − 2,53125 × 16 = 533,25 − 40,50 = 492,75 kN·m.

3.3 Diagrammes

• Effort tranchant : deux segments de droite légèrement inclinés (pente −5,06 kN/m) : +133,31 en A, +113,06 juste à gauche de la charge, saut de −180 kN au droit de P jusqu'à −66,94, puis −97,31 en B.
• Moment fléchissant : deux arcs presque rectilignes, de 0 en A jusqu'au sommet 492,75 kN·m à x = 4 m (là où T change de signe), puis retour à 0 en B.

3.4 Efforts ultimes

T_u = 133,31 kN (sur l'appui A) et M_u = 492,75 kN·m (sous la charge, à 4 m de A).

4. Généralités

4.1 Deux essais de contrôle du béton sur chantier

• Essai d'affaissement au cône d'Abrams (slump test) : contrôle de la consistance du béton frais à chaque livraison.
• Prélèvement d'éprouvettes (cylindres 16 × 32 cm) écrasées en laboratoire à 7 et 28 jours : contrôle de la résistance à la compression. On peut citer aussi le scléromètre sur béton durci.

4.2 Pourquoi réceptionner le ferraillage avant coulage ?

Parce qu'une fois le béton coulé, les aciers sont invisibles et impossibles à corriger. On vérifie la conformité aux plans : nombre, diamètres, espacements, longueurs d'ancrage et de recouvrement, positions des chapeaux, cadres, enrobage (cales), propreté (ni rouille non adhérente ni huile), stabilité de la cage. La réception fait l'objet d'un procès-verbal (autorisation de couler).

4.3 Longrine et poutre de redressement

• Longrine : poutre en béton armé au niveau des fondations qui relie les semelles entre elles. Elle solidarise les points d'appui (limite les tassements différentiels, rôle parasismique) et porte les murs du rez-de-chaussée.
• Poutre de redressement (d'équilibrage) : poutre rigide qui relie une semelle excentrée (poteau en limite de propriété, par exemple) à une semelle intérieure pour reprendre le moment dû à l'excentrement et ramener une réaction centrée sur le sol. Elle travaille fortement en flexion et a donc une section importante.

 Longrine :                         Poutre de redressement :
  [S1]=========[S2]=========[S3]     limite |
   semelles reliées au même niveau          |[S excentrée]=========[S intérieure]
                                            | poteau en rive       poteau intérieur

4.4 Pourquoi des pieux ?

Quand le bon sol se trouve en profondeur et que les couches de surface sont compressibles ou de faible portance (remblais, argiles molles, vases), ou quand les charges sont très fortes, ou encore en présence d'eau. Le pieu transmet la charge au sol résistant par sa pointe et par frottement latéral le long du fût.

      poteau
        |
   [ semelle de liaison ]
      |          |        sol médiocre (remblai, argile molle)
      |          |        <- frottement latéral
      |          |
   ---+----------+------- bon sol
      v          v        <- résistance de pointe

4.5 Joint de rupture et joint de dilatation

• Joint de dilatation : coupe la superstructure seulement (les fondations restent continues). Il permet les variations de longueur dues à la température et au retrait ; on le prévoit sur les bâtiments longs, en général tous les 25 à 40 m selon le climat.
• Joint de rupture (de tassement) : coupe tout le bâtiment, fondations comprises. Il sépare des blocs de hauteurs ou de charges très différentes, ou fondés sur des sols différents, pour qu'ils puissent tasser indépendamment sans se fissurer.

 Joint de dilatation            Joint de rupture
  |  bloc 1  ||  bloc 2  |       |  bloc 1  ||  bloc 2  |
  |          ||          |       |          ||          |
  ======== fondation =====       ==========  ===========
       (continue)                   (coupée)