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OFFICE DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE ET DE LA PROMOTION DU TRAVAIL echerche et Ingénierie de la Formation Direction R echerche
EXAMEN DE FIN DE FORMATION – COURS DU JOUR ET COURS DU SOIR Session : Juin 2015 | E!"en#s $e %!&onses
Filière : Conducteur de Travaux (Travaux Publc!"#
Durée : $eure! Barème : )*
Niveau : Tec$ncen S%&cal!&# Epreuve : T$&or'ue#
No#es I"&o%#'n#es : Aucun document n’est autorisé. La calculatrice est autorisée. Les télé téléph phon ones es cell cellul ulai airres et les les appa apparreils eils simi simila lair ires es sont sont Les strictement interdits. renseignements ents non fournis fournis sont laissés l’initiativ l’initiative e du Les renseignem candidat. Le candidat ne doit en aucun cas indi!uer son nom sur les documents "oindre la feuille de réponses. ('%)"e $e no#'#ion :
1*1* 1*2* 1*+* 1*,* 2*1* 2*2* 2*+* 2*,* 2*5* +*1* +*2* +*+* +*,* +*5* +*-* ,*1* ,*2* ,*+*
......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. .............
2 pts 2 pts 2 pts 2 pts
......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. ............. ......................................... .............................................................. .......................................... .................................. .............
2 pts 2 pts 2 pts 2 pts 2 pts
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2 pts 2 pts 2 pts 2 pts 2 pts 2 pts
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2 pts 2 pts 6 pts
1/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
N+ , le correcteur correcteur dot v&r-er v&r-er le corr.& avant d/enta0er d/enta0er la correcton Dans cette épreuve# on s’intéresse un pro"et de mur de soutènement. $e mur a pour r%le la protection du rem&lai contre l’érosion causé par l’eau de la rivière pro'imité ($f. )gure*. Le rem&lai sert comme plate+forme support pour un par,ing de véhicules automo&iles. automo&iles. Le poids des véhicules peut -tre modélisé sous forme d’une charge surfaci!ue ! /. La valeur de 0 / étant varia&le# on donnera la valeur minimale s dans les !uestions !ui suivent. 1n négligera la &utée des terres en aval du mur de soutènement. 2ar consé!uent# 0 / correspond la hauteur de l’eau !u’on considèrera au repos. 3ous 3ous les calculs !ui suivront suivront seront e4ectués par mètre linéaire du mur. Question (1" , Connaissances , Connaissances générales. 1#1#
5ous ous trav travai aille lle6 6 en tant tant !ue !ue cond conduc ucte teur ur de trav travau au' ' pour pour l’entre l’entreprise prise désignée désignée pour réalise réaliserr ce mur de soutènem soutènement. ent. Dans Dans le cadre cadre de ce pro" pro"et# et# !uelle !uelles s seron serontt vos vos princ principa ipales les missions 7 - Planifcation des travaux ; - Installation du chantier ; - Gestion et suivi des travaux (commandes, gestion de la maind’œuvre, etc.).
1#2#
$et ouvrage fait partie de ce !u’on appelle des ouvrages d’art. 8ui+ce+!ue un ouvrage d’art 7 $iter d’autres e'emples.
Un ouvrage d’art est ualif! " d’art # $arce ue sa conce$tion et sa r!alisation %ont intervenir des connaissances o& l’ex$!rience 'oue un rle aussi im$ortant ue la th!orie. et ensem*le de connaissances constitue d’ailleurs d’ailleurs ce ue l’on a$$elle l’art l’art de l’ing!nieur l’ing!nieur.. omme omme exem$les, exem$les, on cite + les $onts, les tunnels, les *arrages, etc. 1#3#
9l e'iste deu' grandes familles de murs de soutènement : les murs murs de soutè soutènem nement ent poids poids et les murs murs de soutè soutènem nement ents s légers. E'pli!uer la di4érence entre ces deu' familles 7
Un mur mur de sout soutn nem emen entt $oids $oids a un $oids $oids im$o im$ort rtan antt lui lui $erm $ermet etta tant nt d’assurer sa sta*ilit! glo*ale (glissement, renversement). Par contre, un 2/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
mur de soutnement l!ger (souvent en *!ton arm!) est un mur de %ai*le $oids com$ar! aux murs de soutnement $oids, sa sta*ilit! est assur! grce sa %orme. 1##
$omment ent charges 7
un mur de soutèn utènem eme ent poid poids s
résis siste+i te+ill
au'
/a sta*il sta*ilit! it! d’un mur de sout soutnem nement ent $oids est assur!e assur!e grce son $ro$re $oids. e $oids lui garantit un moment sta*ilisant $ar ra$$ort au renver renversem sement ent asse0 asse0 im$ort im$ortant ant,, une %orce %orce sta*il sta*ilisa isatri trice ce vis- vis--vi -vis s du glissement et une contrainte de com$ression !uili*rant les contraintes de traction engendr!es $ar les $ouss!es des terres, sans $our autant d!$asser la contrainte de com$ression admissi*le de la ma1onnerie.
Question (2" , Stabilité , Stabilité globale. Etudier la sta&ilité glo&ale d’un mur de soutènement revient véri)er sa sta&ilité par rapport au grand glissement# sa sta&ilité au glissement et sa sta&ilité au renversement. 1n donne : Υ b=25 kN / m
3
Le poids volumi!ue du &éton armé :
Le poids volumi!ue de la ma;onnerie :
Le poids volumi!ue du rem&lai :
Le poids volumi!ue de l’eau :
L’angle de frottement interne du rem&lai :
Le coe
Υ m=20 kN / m
Υ r =15 kN / m
/m Υ e =10 kN /
3
3
3
φ =30 °
=0.60 f =
La contrainte admissi&le du sol de fondation :
La hauteur minimale de l’eau :
La surcharge :
σ sol= 0.2 MPa
H =1.00 m
2
q = 5 kN / m .
2our le calcul des charges (par mètre linéaire du mur* : P =Υ × ( 1 × surface surface) [ kN ]
Le poids propre :
La pression de l’eau une profondeur h / :
Pe =Υ e × h [ kPa ] ;
+/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
La
pression 2
Pr= ta n
La
45 °
pression 2
Pq=ta n
2#1#
( (
due
au
rem&lai
une
profondeur
h / :
)
− φ × Υ r × h [ kPa ] ; 2
du e
45 ° −
φ 2
)
la
surcharge
un e
profondeur
h / :
× q [ kPa ] .
8ui+ce+!ue on entend dire par la sta&ilité au grand glissement 7
’est la sta*ilit! au glissement du terrain constituant le sol su$$ort de la semelle de l’ouvrage. Il s’agit donc de veiller ce ue les %ondations soient im$lant!es un niveau de sol ui ne risue $as d’2tre endommag! suite un glissement de terrain. 2#2#
Les charges appli!uées au mur de soutènement étudié sont : son poids propre# les pressions des terres# les pressions des eau' et les pressions dues au' surcharges d’e'ploitation /. $alc $alcul uler er et prés présen ente terr dans dans une une )gur )gure e l’en l’ense sem& m&le le de ces ces charges. charges.
P=34.50 kN
Pe =10.00 kPa Pr= 12.50 kPa Pq=1.67 kPa 2#3#
$alc $alcul uler er les r!sultantes dues dues chac chacun une e de ces ces char charge ges s et détermi déterminer ner leurs leurs points points d’applica d’application tion.. 2résen 2résenter ter vos résultat résultats s dans une )gure.
P=34.50 kN F e =5.00 kN F q =4.175 kN
,/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
F r =15.625 kN
$alculer la force motrice 3 m / causant le glissement du mur sur sa semelle# et véri)er la résistance du mur au glissement. (oe4cient de s!curit! k =1.25 *
2##
F m = F r + F q − F e= 14.80 kN
r!sistance au glissement est v!rif!e car +
/a
P . f 34.50 × 0.6 = = 1.40 > 1.25 F m 14.80
$alculer les moments renversant 56 / et sta&ilisant 57 / le le mur et véri) véri)er er la sta&il sta&ilité ité au renve renvers rseme ement. nt. ( oe4cient de s!curit! k =1.25 *.
2#4#
M S= 34.50 × 0.3 + 5 × 0.33 =12.00 k N . m M R =15.625 × 0.83 + 4.175 × 1.25 =18.186 kN . m
r!sistance au renversement n’est $as v!rif!e car +
/a
M S M R
=
12 18.186
=0.66 < 1.25
Question (3" , Stabilité , Stabilité interne. Nous Nous étudie étudiero rons ns la sta&il sta&ilité ité inter interne ne en deu' deu' phases phases d’a&or d’a&ord d nous nous véri véri)e )ero rons ns le tau' tau' de comp comprressi ession on de la ma;o ma;onn nner erie ie puis puis nous nous dimensionnerons la semelle. 2our le calcul des contraintes# on donne : σ A =
P 0.6
+
6. M e 0.6
2
[ kPa ] et σ =
P 0.6
−
6. M e 0.6
2
[ kPa ]
Avec : M e =
2.50 3
. F r +
2.50 2
. F q−
H 3
. F e [ k N . m] 5/9
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E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
2our la détermination détermination de la section d’acier de la semelle# on donne : A s ∥ A !ma"
(
)
(
N u ( A − a ) N s ( A −a ) A s ∥ A 2 ; ; 3 cm ² et A s ⊥ A !ma" ;2 cm ´st 8. # . f e / ❑ s 8. # . σ 4
)
Avec: A =1 m ; a=60 cm;# =25 cm;f e =500 MPa ; σ ´st = 202 MPa et ❑s= 1.15 3#1#
$alculer la contrainte due au' e4orts internes au point A / et préci précise serr s’il s’il s’agit s’agit d’une d’une contr contrain ainte te de compr compress ession ion ou de traction. F e =5.00 k N ; F q = 4.175 k N ; F r =15.625 kN M e =
σ A =
2.50 3
P 0.6
+
. F r +
2.50
6. M e 0.6
2
2
=
. F q−
34.50 0.6
+
H 3
. F e =16.590 kPa
6 × 16.59 0.6
2
=334 kPa
Il s’agit d’une contrainte de com$ression car 3#2#
$alculer la contrainte due au' e4orts internes au point B / et préci précise serr s’il s’il s’agit s’agit d’une d’une contr contrain ainte te de compr compress ession ion ou de traction. σ =
P 0.6
−
6. M e 0.6
2
=
34.50 0.6
6 16.59 − × =−219 kPa 2
0.6
Il s’agit d’une contrainte de traction car 3#3#
σ A > 0 .
σ < 0 .
5éri) éri)er er le tau' tau' de comp comprressi ession on de la ma;o ma;onn nner erie ie si la résistance la compression de la ma;onnerie est de => ?2a.
/a r!sistance la com$ression est v!rif!e car +
σ ma" =σ A=334 kPa= 0.334 MPa < 10 MPa 3##
@ans @ans tenir tenir compte compte du poids poids propr propre e de la semell semelle# e# calcu calculer ler l’e4ort normal ultime 8U / et l’e4ort normal de service 87 / appli!ué sur la semelle. N $ =1.35 × ( P+ ( 0.2 × Pe ) + ( 0.2 × Pr ) ) + 1.50 × ( 0.2 × Pq )=53.151 kN -/9
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N S = P + ( 0.2 × Pe ) + ( 0.2 × Pr )+ ( 0.2 × Pq ) =39.334 kN
En suppos supposant ant !ue ces e4ort e4orts s sont sont centr centrés# és# déter détermin miner er les
3#4#
ferrail ferraillages lages transver transversal sal
A s ∥ A
A s ⊥ A
/ et longitudinal
/
de la semelle. A s ∥ A !ma"
(
0.053 × 40
/
8 × 25 × 500 1.15
;
0.039 × 40 8 × 25 × 202
)
; 3 cm ² et A s ⊥ A !ma"
(
A s ∥ A 4
2
;2c m
)
7oient +
A s ∥ A= 3 cm ² et A s ⊥ A =2 cm ²
$alculer la contrainte moenne appli!uée au sol de fondation et véri)er le tau' de compression du sol.
3#5#
N S 39.334 σ = = =39.334 kPa =0.039 MPa < σ sol S 1× 1
Question (" , Travaux , Travaux d’exécution. La longueur du mur de soutènement étudié est de > mètres. $ha!ue mètre carré carré du mur nécessite pour son e'écution C> litres de mortier. mortier. 1n donne le dosage des di4érents tpes de &éton utilisés : Béton
?ortier
Béton
> 9g:m
> 9g:m > 9g:m
G l:m G l:m
H> l:m H> l:m
Iravier : =.
++
J>> l:m
Iravier : >
++
> l:m
$iment @a&les : >
#1#
@achant !ue les &étons sont préparés sur chantier# déterminer les !uantités des matériau' nécessaires pour réaliser l’ouvrage étudié.
/es uantit!s $r!voir sont + Béton $iment (t* @a&les : > (m* Iravier : =. ( m* Iravier : > ( m*
?ortier
Béton armé
3otal
G.G
C.J>>
J.HG
GG.J=
=J.=G>
C>.K>
>
H.G>>
H.G>>
>
C.J>>
C.J>>
4/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
Décrire Décrire les modes modes opérato opératoires ires appli!uer appli!uer pour réalise réaliserr cet ouvra ouvrage ge tout tout en préci précisa sant nt les matér matériel iels s et les outil outillag lages es utiliser.
#2#
?odes opératoires -
-
?atériels et outillages
Im$lantation et tra1age de la 5at! 5at!ri riel els s 0one d!*laer ; chantier.
de
to$o to$ogr gra$ a$he he
de
rouette, >rouette, *!tonnire, *!tonnire, outillages outillages =x!cution de la semelle en divers. *!ton arm! ; >rouette, >rouette, *!tonnire, *!tonnire, outillages outillages 6!alisation du mur en de ma1on. ma1onnerie ; Pelle m!caniue, com$acteur. com$acteur. 6em*laiement avec >rouette, >rouette, *!tonnire, *!tonnire, outillages outillages com$actage ; divers. 6!alisation couronnement en -*!ton arm! ; 8ett 8etto oag age e chantier.
et
re$l re$lie ieme ment nt
du
Le terrain sur le!uel l’ouvrage sera implanté est sensi&lement incliné dans le sens longitudinal du mur. Au fait# un nivellement par par rao raonn nnem emen entt e4ec e4ectu tué é sur sur !uel !uel!u !ues es poin points ts dist distan ants ts d’environ ?@ mtres a mtres a permis d’éta&lir le carnet de nivellement suivant :
#3#
Lecture Lecture sur la mire (mm (mm**
2oints
Arrière
= J G
Dénivelée (mm* mm*
Avant
Altitudes (m*
+
===
==.=> => =C> == =G> =KC
#3#1#
2oints
$ompléter le carnet de nivellement. Lecture sur la mire (mm (mm** Arrière
= J
Avant
Dénivelée (mm* mm*
+
===
G
Altitudes (m (m*
=> =C> == =G>
134 254 ** 434
==.=> 112#*14 111#664 111#74* 111#514
=KC
57*
111#6*
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#3#2#
Déterminer la pente moenne du terrain.
Pente=( 112.150 − 111.480 ) /( 5 × 10 )=1.34
#3#3#
$iter $iter les matér matériel iels s topog topogra raphi phi!ue !ues s nécess nécessair aires es pour pour l’implantation de la semelle.
Un niveau de chantier et ses accessoires (fl $lom*, tr!$ieds) et une mire sont su4sants $our r!aliser ce travail d’im$lantation.
9/9 EFF | TSCT : T | CDJ e# CDS
E&%eue T!o%iue | 3'%i'n#e : 3.01.
