Notions de base en génie civil/Construction

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La construction correspond à la naissance physique de l'ouvrage qui est ponctuée par l’intervention de différents domaines qui sont autant de spécialités et l’objet de nombreux sujets d’expertise.

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Pour décrire les domaines de la construction, il est habituel de les lister dans l’ordre chronologique d’apparition sur les chantiers. Évidemment, on commence par les fondations pour terminer par les finitions de l’ouvrage.

Installation de chantier

Tout chantier commence par son installation. Il faut :

• déboiser/défricher la zone, parfois décaper la terre végétale (qu’on conserve dans un coin pour créer les espaces verts en fin de chantier),
• préparer la plateforme qui va accueillir les installations temporaires (le stockage, les bureaux de chantier, les cantonnements des ouvriers, les ateliers…),
• clôturer le chantier, le sécuriser /gardienner, et éventuellement mettre en place la signalisation routière adéquate,
• créer les connexions à l’eau, les égouts, l’électricité, les télécomunications pour la vie du chantier. (Souvent on en profite pour créer les connexions définitives),
• créer un ou plusieurs repères topographiques, faire un état des lieux d’huissier de l’état des constructions voisines...
• etc.

Lorsque le périmètre de chantier est délimité, les premiers travaux peuvent commencer. L’urbanisation rend rares les surfaces constructibles. Il arrive de plus en plus fréquemment que les premiers travaux correspondent à :

• la démolition,
• la dépollution du sol,
• la consolidation du voisinage…

Terrassement

Le premier décapage qui a lieu pendant l’installation de chantier est fait par un terrassier.

Les terrassements consistent à creuser (on dit excaver) ou remblayer le sol pour lui donner la forme et la résistance nécessaires à la construction.

Les terrassements nécessitent l’emploi d’engins de travaux publics qui sont très onéreux (achat, entretien, carburant). Le nerf de la guerre en matière de terrassement consiste donc à minimiser leur emploi ou leurs déplacements.

Avant les travaux, on procède souvent à l’étude du mouvement des terres qui sont la simulation des terrassements. De nombreux facteurs entrent en ligne de compte (la nature des terres, les accès, le relief, le niveau des nappes phréatiques, le parc matériel disponible, les conditions climatiques prévisibles…). On trouve ainsi la solution la plus économique pour le chantier.

Il est parfois nécessaire de consolider le sol. Dans ce cas, il existe de nombreuses méthodes de traitement du sol (épandage de liant ou de chaux, criblage, rabattement de nappe, drainage de sol, blindage, mur de soutènement, terre armée…).

Le domaine des terrassements nécessite une bonne connaissance de la mécanique automobile mais surtout de la géotechnique pour optimiser l’emploi de ces techniques.

Les terrassements en milieu marin s’appellent le dragage (provenant de l’emploi de dragueuses qui excavent au fond de l’eau). Il y a désormais des méthodes plus en pointe qui évitent la purge des matériaux impropres en fond de mer tel que la vibro-flottation.

Dans le cas de la construction de Mines, il peut s'agir d'une partie importante de terrassement, surtout lorsqu'elles le sont à ciel ouvert, en revanche, ce domaine relève plus de l'Energie que de l'Urbanisme. Il en est de même pour le forage de pétrole ou de gaz. La Construction intervient pour réaliser les infrastructures mais les métiers de l'Energie prennent ensuite le relai.

Fondations

Le principe des fondations consiste à construire le support d’un ouvrage.

La plupart des travaux de fondations se font « en aveugle » dans le sol. C’est la connaissance poussée de la géotechnique et de la géologie qui a permis de mettre au point de nombreuses techniques de fondations.

Dans la majeure partie des cas, l’ouvrage est trop lourd pour être fondé sur les terres qui se trouvent en surface, et il faut aller chercher le support de l’ouvrage en profondeur. Plutôt que de tout excaver, on construit des pieux dans le sol. Ces pieux peuvent être construits en surface puis battus dans le sol comme un simple clou, sinon, le sol est foré et les pieux construits dans le trou laissé dans le sol.

Il existe de nombreuses autres techniques de fondations (colonnes ballastées, jet grouting, parois moulées….) qui généralement créent un support résistant dans le sol entre le support profond et l’ouvrage en surface.

Ce travail en aveugle a aussi ses limites puisque les Fondations représentent généralement le plus gros risque financier d’un ouvrage étant donné que l’on ne sait pas bien anticiper l’ampleur des travaux de fondations.

Gros Œuvre, Charpente, Couverture

Le Gros-Œuvre construit l’ossature de l’ouvrage, sa structure, en partant des fondations.

Les principaux matériaux employés sont le béton, le métal ou le bois qui ont chacun leurs avantages et inconvénients. On emploie le terme Gros-Œuvre pour le béton parce que c’est un matériau qui est mis en œuvre sur place. Pour le métal et le bois, on parle plutôt de Charpente car on assemble généralement des éléments prédécoupés en usine.

Le terme couverture se rapporte à la toiture de l’ouvrage. Il participe à la fermeture du bâtiment (Lorsque les fenêtres, portes et toiture sont posées, on parle alors de clos et couvert).

L’industrialisation de la Construction permet de diminuer le coût de la structure d’un ouvrage. Il n’en reste pas moins que ce domaine conserve une part prépondérante dans le délai de construction de l’ouvrage.

Corps d’État Architecturaux

Les Corps d’état Architecturaux sont vastes. C’est d’une manière générale tout ce qui habille l’ouvrage autant à l’intérieur (Peintures, revêtements de sol, portes, fenêtres, rambardes d’escalier, luminaires, bref tout ce qui est fixe et décoratif) qu’à l’extérieur (habillage de l’ouvrage, peintures, décorations, sigles publicitaires…).

Le domaine de connaissance est donc très large. Une porte de centrale nucléaire (radio-protégée, étanche, résistante aux explosions, automatisée, sécurisée…) n’est pas la même qu’une porte d’hôpital (Lavable, ouvrable par un brancard, non-occultant, isolante de la chaleur…) ou qu’une porte d’hôtel (Isolation acoustique, coupe-feu, poignée électrique centralisée et programmable à distance). Ce genre de comparaison s’applique pour de nombreux éléments d’un ouvrage.

Corps d’État Techniques

De la même manière, les Corps d’États Techniques font appel à de nombreuses spécialités :

• Plomberie (depuis les réseaux publics jusqu’à l’installation des vannes, robinets, toilettes…),
• Ventilation (depuis la ventilation simple, la filtration, la climatisation, le désenfumage…),
• Détection et protection incendie (détection incendie ou fumée, système d’alerte, alarmes, désenfumage, système d’extension ou d’arrosage…),
• Électricité (depuis le réseau public jusqu’à l’alimentation de tous les apparaux électriques en passant souvent par l’installation de certains d’entre eux.
• Télécommunications (Interphones, téléphones, systèmes informatiques, systèmes de surveillance…)

Ces métiers déroulent généralement des kilomètres de réseaux à l’intérieur des bâtiments

Voiries, Réseaux, Divers

On retrouve les homologues des corps d’états techniques dans les réseaux. Ceux-là créent tous les réseaux autant humides que secs dans le domaine public.

Les voiries constituent un métier à part entière

Equipements

Les équipements consistent principalement en l’installation de l’immobilier selon la destination de l’ouvrage (literie d’un hôtel, cuisines d’un restaurant, équipements de sport…).

Essais et livraison

Dès la fin de la construction d’un ouvrage, il faut le tester sous toutes ses coutures.

Pour un pont, il faut envoyer des camions/trains dans différentes configurations (un camion/train très lourd, des camions/trains peu lourds, des essais de freinage d’urgence…).

Pour un bâtiment, on teste plutôt son exploitation, depuis des réseaux électriques, l’étanchéité des réseaux humides… on simule aussi l’utilisation du bâtiment par des groupes de publics ou une évacuation incendie…).

Une fois les essais effectués, le propriétaire peut prendre possession de son ouvrage.

Période de garantie, maintenance

Une fois l’ouvrage livré à son propriétaire, et comme pour tout produit du commerce, il existe des délais de garantie de différents niveaux qui durent généralement jusqu’à dix ans et au-delà pour certains ouvrages.

Lors des essais, on profite de cette période pour former les utilisateurs de l’ouvrage à sa maintenance et on en profite aussi pour créer une sorte de manuel d’utilisation de l’ouvrage (listant les fréquences de changement des pièces d’usure et leurs références, la périodicité des contrôles…).

Démolition, Réhabilitation

Il existe différents modes de démolition depuis le plus spectaculaire à l’explosif jusqu’au plus discret par le grignotage depuis l’intérieur du bâtiment. Une prise de conscience écologique transforme le métier de la démolition et désormais, il faut déshabiller l’ouvrage et recycler ses moindres composants.