نموذج مباراة توظيف مهندسي الدولة من الدرجة الأولى - وزارة الفلاحة - الهندسة المدنية - 11 نونبر 2018

Ce modèle est l'épreuve écrite du concours de recrutement pour l'accès au grade d'ingénieur d'État de 1er grade du Ministère de l'Agriculture, de la Pêche Maritime, du Développement Rural et des Eaux et Forêts (Direction des Ressources Humaines), option Génie civil, session du 11 novembre 2018. Durée 3 heures, coefficient 4. Partie I obligatoire (10 points) ; partie II : le candidat traite soit les exercices 1-2-3, soit les exercices 4-5-6. Tous les exercices sont corrigés ci-dessous.

💡 Dans les exercices de calcul, écrivez toujours l'équation de départ, les unités et la convention de signe : une bonne démarche avec une petite erreur numérique garde l'essentiel des points. On prend g = 9,81 m/s².

Partie I — Questions obligatoires

Question 1 : place du génie civil dans l'agriculture

Le génie civil fournit les infrastructures sans lesquelles l'agriculture moderne ne peut fonctionner : mobilisation et transport de l'eau, désenclavement, stockage, transformation et élevage. Exemples :

• Barrages et retenues collinaires : ouvrages en terre, enrochement ou béton qui stockent l'eau pour l'irrigation et l'abreuvement, avec évacuateur de crues et prise d'eau.
• Réseaux d'irrigation : canaux à ciel ouvert, conduites sous pression, stations de pompage, bassins de régulation, ouvrages de franchissement et de répartition.
• Drainage et assainissement agricole : réseaux de drains et collecteurs dans les plaines à nappe haute (Gharb).
• Pistes rurales et ouvrages d'art (dalots, radiers, ponceaux) pour l'accès aux exploitations et aux marchés.
• Bâtiments agricoles : silos et magasins de stockage, unités de conditionnement, étables, abattoirs, serres.
• Ouvrages de protection : protection contre les crues, correction torrentielle, lutte contre l'érosion.

Question 2 : intervenants dans l'acte de bâtir (complexe administratif)

• Maître d'ouvrage (l'administration) : définit le besoin et le programme, assure le financement, choisit les intervenants dans le respect de la réglementation des marchés publics, réceptionne l'ouvrage. Il peut confier la gestion à un maître d'ouvrage délégué.
• Maître d'œuvre : l'architecte (conception, plans, dossier d'autorisation de construire, suivi architectural) et les bureaux d'études techniques (structure béton armé, fluides, électricité, VRD) : notes de calcul, plans d'exécution, cahier des prescriptions, suivi technique.
• Bureau de contrôle : vérifie la conformité des études et des travaux aux règles de construction (solidité, sécurité).
• Laboratoire : étude géotechnique du sol, essais sur matériaux (béton, aciers).
• Topographe : levés, implantation de l'ouvrage.
• Entreprise(s) de travaux et sous-traitants : exécution conforme aux plans et aux délais, qualité, sécurité du chantier.
• Autorités (commune, agence urbaine) : instruction et délivrance du permis de construire, permis d'habiter ou certificat de conformité ; fournisseurs et assureurs.

Question 3 : joint water-stop

Le water-stop est un profilé d'étanchéité (PVC, caoutchouc ou élastomère, ou bande hydrogonflante) noyé dans le béton au droit d'un joint de reprise de bétonnage ou d'un joint de dilatation d'un ouvrage en contact avec l'eau (réservoir, bassin, canal, voile enterré, station de pompage) : il allonge le chemin de l'eau et empêche les fuites.

Mise en place : le profilé est fixé au milieu de l'épaisseur de la paroi, perpendiculaire au joint, maintenu aux armatures par des fils ou des clips pour qu'il ne se couche pas au bétonnage ; la moitié est noyée dans la première coulée, l'autre moitié dans la seconde ; les raccords sont soudés à chaud pour assurer la continuité ; on vibre soigneusement autour du profilé. Une bande hydrogonflante se colle ou se cloue sur la surface de reprise propre, avant la deuxième coulée.

      paroi (coupe horizontale)
  ---------------|---------------
   1re coulée    |    2e coulée
          ======[=]======    <- water-stop à mi-épaisseur,
   (côté eau)    |              ailes noyées de part et d'autre
  ---------------|---------------
               joint

Question 4 : comment résiste un pieu

Un pieu transmet la charge à des couches profondes résistantes par deux mécanismes : la résistance de pointe (appui de la base du pieu sur une couche dure) et le frottement latéral le long du fût (Q = Q_pointe + Q_frottement). Dans les sols compressibles qui tassent, un frottement négatif peut au contraire surcharger le pieu. Exemples : piles de pont en rivière, bâtiments lourds ou silos sur sols mous, château d'eau, quai portuaire, barrage de dérivation sur alluvions.

Question 5 : adjuvants pour béton

Un adjuvant est un produit incorporé en faible dose (généralement au plus 5 % de la masse du ciment) au moment du malaxage pour modifier les propriétés du béton frais ou durci. Exemples :

• plastifiant / réducteur d'eau : meilleure maniabilité à eau égale, ou moins d'eau et plus de résistance ;
• superplastifiant (haut réducteur d'eau) : bétons très fluides ou à haute performance ;
• accélérateur de prise ou de durcissement : décoffrage rapide, bétonnage par temps froid ;
• retardateur de prise : temps chaud, transport long, grandes masses ;
• entraîneur d'air : résistance au gel-dégel ;
• hydrofuge de masse : réduit l'absorption capillaire (ouvrages hydrauliques, soubassements).

Partie II — Exercices

Exercice 1 : presse hydraulique

Pression sous le piston B (point N) : p_N = m g / S_B = 4000 × 9,81 / 0,40 = 98 100 Pa.

M (sous le piston A) est 0,5 m plus haut que N, dans une huile de masse volumique ρ = 0,75 × 1000 = 750 kg/m³ : p_N = p_M + ρ g h, donc p_M = 98 100 − 750 × 9,81 × 0,5 = 98 100 − 3 679 = 94 421 Pa.

F = p_M × S_A = 94 421 × 0,0040 ≈ 378 N (≈ 385 N avec g = 10 m/s²). Sans la dénivellation on trouverait 392 N : la colonne d'huile de 0,5 m aide le petit piston.

Exercice 2 : pompe

Vitesse dans le refoulement : V_r = Q / (π d_r²/4) = 0,001 / (π × 0,018²/4) ≈ 3,93 m/s (à l'aspiration V_a ≈ 1,24 m/s).

a. Bernoulli entre la surface libre du réservoir (pression atmosphérique, vitesse nulle, cote 0) et la sortie du refoulement (pression atmosphérique, vitesse V_r, cote h_a + h_r = 20 m), pertes de charge négligées :

W = ρ g (h_a + h_r) + ρ V_r²/2 = 1000 × 9,81 × 20 + 1000 × 3,93²/2 = 196 200 + 7 720 ≈ 2,04 × 10⁵ J/m³ (soit une hauteur manométrique d'environ 20,8 m).

b. Puissance hydraulique P_h = W × Q ≈ 204 W ; puissance électrique P_é = P_h / (η_p × η_m) = 204 / (0,6 × 0,85) = 204 / 0,51 ≈ 400 W.

Exercice 3 : sauvegarde de la nappe de Chtouka par le dessalement

Conditions de réussite :

• Coût de l'eau supportable par les agriculteurs : maîtrise du coût énergétique (couplage aux énergies renouvelables), tarification claire, subventions ciblées au démarrage.
• Adhésion des agriculteurs (souscriptions avant réalisation, contrats de fourniture) et implication des associations d'usagers.
• Substitution effective : l'eau dessalée doit remplacer les pompages et non s'y ajouter, ce qui exige un contrôle des prélèvements (police de l'eau, compteurs, gel des nouveaux forages) et une gestion concertée de la nappe.
• Gouvernance et montage : partenariat public-privé clair, coordination entre office régional de mise en valeur agricole, agence de bassin hydraulique et distributeur d'eau potable lorsque l'usine est mutualisée.
• Efficience : réseau sous pression bien dimensionné et entretenu, irrigation localisée, pilotage de l'irrigation.
• Environnement : gestion du rejet de saumure en mer, suivi des impacts ; suivi piézométrique de la nappe.

Impacts attendus : arrêt de la baisse de la nappe et réserve préservée pour l'eau potable et les années sèches ; maintien et sécurisation des cultures sous serre à haute valeur ajoutée destinées à l'export ; sauvegarde de l'emploi agricole et agro-industriel (stations de conditionnement) ; stabilité des revenus ; attractivité de la région ; mais aussi hausse du coût de production de l'eau, qui doit être compensée par la valeur des cultures.

Exercice 4 : principales actions du Plan Maroc Vert

Lancé en 2008, le Plan Maroc Vert fait de l'agriculture un moteur de croissance et de lutte contre la pauvreté. Il repose sur deux piliers et des actions transverses :

• Pilier I — agriculture moderne à haute valeur ajoutée : investissements privés dans des projets intensifs (arboriculture, maraîchage, agrumes, lait, aviculture), développement de l'agrégation autour d'opérateurs (transformateurs, exportateurs) qui encadrent les petits producteurs.
• Pilier II — agriculture solidaire : projets financés par l'État au profit des petits agriculteurs des zones difficiles (montagne, oasis, bour défavorable) : reconversion des céréales vers l'arboriculture (olivier, amandier, figuier), intensification, diversification des revenus, valorisation des produits du terroir.
• Eau : programme national d'économie d'eau en irrigation (conversion au goutte-à-goutte fortement subventionnée), extension de l'irrigation à l'aval des barrages, partenariats public-privé en irrigation.
• Incitations : refonte des subventions du Fonds de développement agricole.
• Organisation des filières : contrats-programmes État-interprofessions par filière.
• Institutions : Agence pour le développement agricole, ONSSA pour la sécurité sanitaire, conseil agricole rénové.
• Transverses : foncier, marchés de gros et commercialisation, promotion des exportations, assurance agricole, formation et recherche.

Exercice 5 : ouverture de 3 × 2,5 m dans un mur porteur de 50 cm

a. Préalables et démarches

1. Diagnostic du bâtiment (années 1940) : nature et état de la maçonnerie, sens de portée des planchers des trois niveaux et de la toiture, fondations du mur, fissures existantes ; sondages.
2. Étude par un bureau d'études : descente de charges (planchers des deux salles 8 × 7 m, étages R+1 et R+2, toiture), dimensionnement du linteau et des appuis, vérification de la compression locale de la maçonnerie et des fondations sous les nouveaux appuis ; plans d'exécution ; avis d'un bureau de contrôle.
3. Autorisations administratives nécessaires pour des travaux touchant la structure.
4. Exécution phasée : étaiement des planchers des deux côtés du mur (étais et poutres de répartition), soutien du mur au-dessus de l'ouverture par des aiguilles traversantes posées sur étais ; saignées pour le linteau ; mise en place du linteau et calage au mortier sans retrait ; démolition de la maçonnerie sous le linteau ; réalisation des jambages ; désétaiement progressif après durcissement ; surveillance des fissures.

b. Solution technique : un linteau en profilés métalliques jumelés (deux IPN ou HEB, un sur chaque face du mur, reliés par des boulons ou entretoises et remplis de béton), ou un linteau en béton armé coulé en deux demi-épaisseurs. Il repose, de chaque côté, sur des appuis de longueur suffisante (de l'ordre de 25 à 40 cm) sur des sommiers ou poteaux en béton armé qui répartissent la charge concentrée, avec renforcement des fondations si le calcul l'exige.

   maçonnerie existante (étages R+1, R+2 au-dessus)
 ##################################################
 ###[sommier]==== linteau 2 x IPN/HEB ====[sommier]###
 ###[ BA   ]                            [ BA   ]###
 ###[poteau]      ouverture 3,00 m      [poteau]###
 ###[ BA   ]      hauteur 2,50 m        [ BA   ]###
 ###[      ]                            [      ]###
 ====semelle====                        ====semelle====

Exercice 6 : effort tranchant et moment fléchissant

Données : F₁ = 2,5 kN en x = 0 ; appui R_G en x = 1 m ; F₂ = 5 kN en x = 6 m ; appui R_D en x = 8 m ; F₃ = 1 kN en x = 10 m (extrémité libre).

Réactions : ΣM/G = 0 : R_D × 7 = F₂ × 5 + F₃ × 9 − F₁ × 1 = 25 + 9 − 2,5 = 31,5 ⇒ R_D = 4,5 kN ; ΣF = 0 : R_G = 2,5 + 5 + 1 − 4,5 = 4,0 kN.

Effort tranchant (somme des forces à gauche de la section, vers le haut positif) :

Moment fléchissant (positif quand la fibre inférieure est tendue) :

Moment maximal : M_max = +5,0 kN·m en x = 6 m (sous F₂), là où l'effort tranchant change de signe. Le moment négatif le plus fort vaut −2,5 kN·m sur l'appui G.

Points d'inflexion (moment nul, changement de courbure) : 1,5 x − 4 = 0 ⇒ x ≈ 2,67 m ; 5 − 3,5 (x − 6) = 0 ⇒ x ≈ 7,43 m. Les diagrammes sont formés de segments de droite (charges concentrées uniquement).