Mode opératoire de la réalisation des micropieux de type II

PRESENTATION DU PROJET

LES BESOINS EN GUYANE

La Guyane est le département français qui connaît le taux de natalité le plus élevé avec 31°/°° (6300 naissances en 2007) . Le nombre moyen de naissance est de 4 enfants parfemmes. Cela nécessite la création et le développement des structures sanitaires et sociales sur le littoral guyanais où se concentrent 80% de la population (50% de la population sur l’île de Cayenne). Une maternité a vu le jour à Kourou en 1998, la maternité de Saint Laurent du Maroni actuellement en construction (lot gros œuvre attribué à Nofrayane) ouvrira en 2010 et l’extension de l’hôpital de Cayenne sera livré en 2012.
La pyramide des âges ci-dessous met en évidence la jeunesse de la population en Guyane comparativement à celle de France métropolitaine.
L’augmentation constante de la population et par conséquence celui des naissances avec un taux de natalité déjà élevé nécessite donc une création de lits supplémentaires dans les services obstétricaux de l’hôpital de Cayenne qui pour l’instant réoriente régulièrement des patients vers la maternité de Kourou.

LE PROJET MCO

Deux projets d’extension des services obstétricaux actuels avait échoué entre 2003 et 2007 faute de financement et n’avait donc pas atteint laphase de consultation des entreprises. Ce sont donc les financements de l’état dans le cadre du plan de relance du gouvernement français ayant pour but de freiner la crise économique mondiale de l’automne 2008 qui auront permis au projet actuel de voir le jour. Le bâtiment sera implanté sur la parcelle vide de 20000 m² qui sépare l’hopital existant du rond point de la Madeleine.
Le bâtiment MCO, pour Médecine Chirurgie Obstétrique, aura une capacité de 220 lits répartis dans les services suivants :
– Hôpital de jour gynécologie obstétrique et pédiatrie (16 lits)
– Dialyse (12 lits)
– Réanimation néonatale (12 lits)
– Soins intensifs (15 lits)
– Surveillance continue (15 lits)
– Grossesses pathologiques (30 lits)
– Post partum (60 lits)
– Chirurgie pédiatrique (10 lits)
– Unités kangourou, petits et jeunes enfants et adolescents (50 lits)
La création nette sera de 80 lits, les 140 lits restant seront le résultat d’un déménagement des services du bâtiment existant vers les nouveaux locaux.

LE MARCHE DE TRAVAUX

Forme du marché

Le marché de travaux du bâtiment MCO est un marché public en corps d’état séparés pour le compte du Centre Hospitalier Andrée Rosemon à Cayenne. Le projet est financé en totalité par l’état.

Définition des modes constructifs

La définition des modes constructifs est la tâche la plus importante de la période de préparation car c’est celle qui a l’impact le plus lourd sur le déroulement du planning. Lemontage du planning, le type de matériel utilisé, la quantité d’heures travaillées découlent directement des modes de mise en œuvre décidés en amont. Ce travail se fait en relation constante avec le BET et le responsable du parc matériel de l’entreprise. Le premier nous donnera par exemple la quantité supplémentaire d’acier consommé dans le cas de planchers réalisés en prédalle + dalle de compression à comparer avec le gaine d’heure de cette solution par rapport à un plancher coffré traditionnellement. Le deuxième nous conseillera sur le type de matériel disponible au dépôt de l’entreprise et se chargera de des éventuels achats de matériel neuf ou d’occasion localement ou en métropole.
C’est aussi le moment d’intégrer la sécurité à nos modes opératoires en vu de rédiger un Plan de Prévention, de Sécurité et de Protection de la Santé (PPSPS) propre au chantier. Par exemple ; les poutres peuvent être préfabriquées ou coulées en place. Dans le premier cas, l’opération de préfabrication n’expose pas les ouvriers à des risques de chute de hauteur. Par contre l’opération de pose nécessite une plateformesécurisée de travail de type échafaudage ou gazelle et un étaiement adéquat. Dans le deuxième cas, les opérations de coffrage, ferraillage et bétonnages se font en hauteur et nécessite en permanence une plateforme sécurisée de travail de type platelage équipée de garde-corps. Nous préférons donc généralement la première solution qui expose pendant moins longtemps les ouvriers au risque de chute et qui nécessite moins de matériel. Cette solution est plus économique que la deuxième. Par contre dans le cas de grosses poutres qui ne peuvent pas être déplacées à la grue si elles sont préfabriquées, nous étudions la possibilité de les couler en place.

Préfabrication de poutres courbes

Le bâtiment est arrondi dans la longueur mais l’architecte n’exige l’utilisation du voile courbe que pour la réalisation des façades du hall d’accueil. Les autres façades arrondies, recouverte par des brise-soleil côté rond point et masquée par le bâtiment existant à l’arrière seront traitées en facettes.

Création d’outil spécial

Les chambres des services post-partum et grossessespathologiques des niveaux Rdc Haut et R+1 possèdent des placards encastrés dans des décrochés en façade. Cette configuration ne permet pas une rotation classique des banches commele montrent les phasages des Figure 20 : coffrage du décroché, solution 1 et Figure 21 : coffrage du décroché, solution 2. Nous devons étudier toutes les solut.

Planning d’exécution

Le planning d’exécution du Gros Œuvre affiché dans le bureau des conducteurs de travaux est notre outil de travail principal. Il nous servira à monter le budget du chantier et à anticiper toutes les actions à mener indispensables au bon déroulement des travaux. Il fixe les objectifs à tenir en termes de délais. Il indique pour chaque tâche ses dates de début et de fin, sa durée et les tâches précédentes et suivantes.
Lors du montage du planning d’exécution, nous remarquons que pour finir les fondations avant la saison des pluies qui arrive généralement en décembre, et assurer ainsi à nos équipes de bonnes conditions de travail, nous devons commencer l’opération des micropieux dès la mi-août, soit un mois et demi avant la date initialement prévue au marché. Nous nous assurons donc auprès de notre sous-traitant qu’il a suffisamment de matériel en stock pour commencer les travaux sans attendre ses premières livraisons.
Ce planning qui sera notre outil principal de suivi de chantier est appelé planning ‘objectif’ d’exécution. Il sera pointé chaque début de semaine afin de prévenir d’un éventuel retard. A partir de ce planning et des premiers plans d’exécution reçus du BET, nous pouvons établir nos premières rotations de voiles, poteaux, poutres et planchers. Nous pouvons également mettre en forme le planning homme-jour qui fait ressortir en fonction des périodes et des tâches concernées le nombre d’ouvriers nécessaires. La finalité de ce planning homme-jour est d’établir les budgets de main d’œuvre et de suivre la consommation des heures effectivement travaillées.

Montage du budget

A l’issue de la période de préparation, nous avons en notre possession tous les éléments nécessaires au montage du budget. Les métrés nous donnent les quantités de béton et d’acier à mettre en œuvre sur chantier, le planning homme-jour récapitule la masse d’heures travaillées et nous déduisons les durées de location du matériel (grues, coffrage, étaiement…) à partir du planning objectif d’exécution. Les prévisions de dépenses pour le matériel, la main d’œuvre et les matériaux sont étalées mois par mois sur toute la durée du chantier sur la base du planning objectif. Nous prenons également en compte les dépenses liées à l’encadrement, aux frais de fonctionnement et d’installation du chantier. Nous vérifions alors que nos prévisions sont conformes aux dépenses prévues par le service d’études de prix lors de la remise de l’offre.

SUIVI DE CHANTIER

Avant la fin de la période de préparation, nous avons déjà une vision globale de l’étendue des travaux de gros œuvre. Nous avons une bonne connaissance de l’ensemble des pièces du marché. Nos premiers plans d’exécutions sont dessinés et diffusés à la maîtrise d’œuvre et au contrôleur technique pour validation. L’installation de chantier se termine : les bureaux sont opérationnels ; les vestiaires, réfectoires et sanitaires sont également prêts pour l’arrivée des équipes ; les premières livraisons sont rendues possibles par les voies de chantier praticables et par la grue déjà montée. Les travaux vont pouvoir commencer. Notre emploi du temps de conducteur de travaux se partage en deux parties, l’une en bureau, l’autre sur chantier, fortement liées entre elles par un double objectif commun de respect des délais et de respect des coûts.

Mise au point technique

Chaque ouvrage réalisé sur chantier a préalablement fait l’objet d’une mise au point technique précisant le mode opératoire, les matériaux et matériels utilisés et les moyens humains mobilisés. Cette mise au point est la continuité dans le détail des choix des modes constructifs décidés en période de préparation. Ce travail se fait avec la participation des chefs de chantier qui nous font part de leurs expériences et du BET qui nous fournis les plans d’exécution. Par exemple, la ventilation des vides sanitaires du bâtiment sous les services de dialyse et de stérilisation a fait l’objet d’une mise au point technique. Notre CCTP et les plans de l’architecte au 1/200° font état de cours anglaises en façade reliées au vide sanitaire par une conduite de ventilation naturelle sans préciser le type ni le mode de pose du matériel. Nous imaginons donc de poser un regard préfabriqué en façade de bâtiment faisant office de cours anglaise. Pour la conduite nous pensons d’abord à un assemblage de buse béton mais le risque de tassement du remblai nous amène à choisir une solution ‘coulé en place’ pour pouvoir fixer la cours anglaise à la façade et la buse béton est finalement remplacée par un tube PVC fixé en sous face de dalle.

Suivi de la production

Afin de gérer au mieux tous les problèmes rencontrés au quotidien sur chantier et anticiper les prochaines phases de travail, nous devons connaître exactement l’avancement du chantier. Un pointage hebdomadaire du planning objectif d’exécution met en évidence les éventuels retards ou avances des travaux. Nous devons donc analyser chacune des tâches et prendre les mesures qui s’imposent. Si l’avancement sur site est conforme au planning ou plus avancé, nous nous assurons simplement qu’il ne sera pas ralenti plus tard. Nous vérifions donc que les équipes ont tout ce qu’il faut en leur possession pour travailler normalement : plans bons pour exécution, matériels et matériaux. Si au contraire le pointage du planning fait apparaître un retard dans l’exécution d’une tâche, la cause de ceretard est identifiée et nous agissons de manière à le neutraliser et à le rattraper. Cela peut se traduire sur chantier par un renforcement des équipes, une augmentation de la cadence… Autre outil indispensable pour suivre l’avancement des travaux, le planning homme-jour sert à comparer pour chacun des postes de travail (fondations, sécurité, ferraillage…) le volume d’heure travaillé au volume d’heure prévu au budget selon les hypothèses retenues pendant la période de préparation. Comme pour le planning objectif d’exécution, le pointage hebdomadaire du planning homme-jours peut faire apparaître soit une surconsommation d’heures soit une sous-consommation. Nous devons à nouveau analyser ces écarts au cas par cas. Une surconsommation d’heures pour la réalisation d’une tâche peut correspondre à une chute du ratio horaire compensée par une augmentation du temps travaillé afin de tenir les cadences du planning objectif d’exécution.
De la même façon, une sous-consommation d’heure pour la réalisation d’une tâche peut signifier une augmentation du ratio horaire.
Nous vérifions également que la consommation des volumes de béton et des poids d’acier est conforme à nos prévisions. Les métrés préparés pendant la période de préparation sont comparés poste par poste au planning d’exécution et au planning homme-jour. Des écarts peuvent correspondre à des pertes trop importantes par exemple.
Notre présence permanente sur chantier est indispensable au bon déroulement des travaux.
Elle nous permet une plus grande réactivité pour régler tous les problèmes rencontrés. Nous pouvons ainsi venir en appuis aux chefs de chantier en cas de besoin : lecture des plans parfois complexes, implantation des axes courbes du bâtiment, complément de commande d’acier ou de matériel, réponses sur des points techniques comme les longueurs de recouvrements des barres d’acier ou leur mise en place, interférences avec les autres entreprises sous-traitantes et corps d’état séparés.

Respect de la sécurité et de la qualité

Nous nous assurons aussi que les règles de sécuritésont respectées par tous. Cela commence notamment par une mise à disposition de matériel conforme à la législation et adapté au poste de travail : échafaudages, équipements de protection individuelle, matériel de manutention.
Nous animons chaque semaine un « ¼ d’heure sécurité» à l’attention des chefs de chantier et ouvriers (voir Annexe 2 : Fiche ¼ heure sécurité). L’objectif de cette réunion hebdomadaire interactive est de sensibiliser l’ensemble du personnel sur les règles de sécurité générales et propres à chaque poste de travail. Les sujets abordés, qui sont différents chaque semaine, sont le résultat d’observations faites les jours précédents. Il s’agit entre autres de l’utilisation du matériel électroportatif, de la manutention des charges, des risques du travail en hauteur et de la conduite à tenir en cas d’accident.
La qualité des ouvrages exécutés fait également l’objet d’une attention particulière de notre part. Notre prestation, qui comprend aussi les travaux de nos sous-traitants, doit être conforme aux règles de l’art afin de livrer au maître d’ouvrage un bâtiment pérenne dans le temps. Audelà du résultat final, la qualité a son importancedurant toute la durée des travaux. En effet, une réalisation soignée implique moins de finitionset de reprises souvent pénibles en fin de chantier. La qualité des matériaux et leur mise en œuvre sont donc contrôlées et consignées dans des fiches de contrôles (voir Annexe 3 : Fichede contrôle). Nous procédons par sondage et vérifions entre autres : la résistance du béton par destruction d’éprouvettes (voir Annexe 4 : Essais d’écrasement sur éprouvettes béton), la conformité des types, diamètres et montage des armatures aux plans de ferraillage, l’enrobage et la position des aciers avant coulage du béton…

Gestion de chantier

A la fin de chaque mois, nous faisons un bilan global de la situation financière du chantier. Nous comparons les diverses dépenses à nos prévisions de budget et à l’avancement réel du chantier. Ce travail est fait à l’aide d’un tableur informatique. Chacune des dépenses est d’abord attachée à un code analytique puis valorisée. Le code analytique correspond au type de dépense effectuée. Nous connaissons donc pour chaque poste (achat de béton prêt à l’emploi, travaux en sous-traitance, location du matériel, salaire du personnel…) le montant cumulé des dépenses depuis le début du chantier et le montant restant à dépenser. Ce « reste à dépenser » est comparé à la masse de travaux encore non réalisés. En cas d’écart constaté, nous en analysons les causes et prenons les mesuresqui s’imposent.

Contexte géomorphologique

Le terraine étudié, qui se situe entre l’hôpital existant et le rond point de la Madeleine est formé de roches granitiques d’anatexie (fusion et refroidissement des roches magmatiques de la croute terrestre) recouvertes de dépôts sédimentaires marins du Quaternaire de la série de Coswine constitués d’argiles rouges et blanches, de gré tendre et de sable argileux à graillonneux.

Synthèse géotechnique

Des sondages carottés, des sondages à la pelle mécanique et des essais au pénétromètre et au pressiomètre sont effectués par le laboratoire. Le profil type du terrain sous l’emprise du futur bâtiment est une formation meuble à faible résistance (ancienne zone marécageuse) qui repose directement sur le substratum rocheux sain et résistant. La surface du terrain est irrégulière, entre 3,80 m NGG (Niveau Général Guyanais, différent du Niveau Général Français utilisé en France métropolitaine) et 4,20 m NGG. Le toit rocheux est à une profondeur généralement comprise entre 3 m et 6 m, soit entre 1,00 m NGG et-2,00 m NGG environ (voir Annexe 5 : Essais au pénétromètre dynamique Annexe 6 : Sondages carottés et Annexe 7 : Sondages pressiométriques. Le laboratoire préconise donc de retenir une solution de fondations profondes de type micropieux pour fonder le bâtiment.

Agressivité vis-à-vis du béton

Une analyse des éléments chimiques présents dans l’eau de la nappe phréatique permet d’établir l’agressivité du terrain vis-à-vis du béton utilisé dans les fondations. Dans notre cas, le terrain est considéré comme faiblement agressif.

Mode opératoire de la réalisation des micropieux detype II

Le laboratoire qui a réalisé l’étude géotechnique préconise un système de fondations profondes par micropieux. Nous sous-traitons cette prestation à une entreprise spécialisée. Elle nous propose de mettre en œuvre des micropieuxde type II, c’est-à-dire que l’injection du coulis se fera à très basse pression.

Dimensionnement des micropieux

Le dimensionnement des micropieux se fait en deux étapes. D’abord, nous calculons la longueur du micropieu, composée de la longueur de chemisage dans les couches de sols mous et de la longueur d’ancrage dans le rocher. Ensuite nous vérifions la section d’armature vis-à vis de la compression. Cette vérification peut nous amener à ajouter un ou plusieurs micropieux à l’appui considéré. Dans ce cas, les longueurs d’ancrage doivent être recalculées.

ETUDE DE LA STABILITE DE LA GALERIE TECHNIQUE ENTERREE

Description de la galerie

Le rôle de la galerie technique est de servir de cheminement sous le bâtiment pour les réseaux de plomberie (EU, EV, EP et AEP ), les réseaux de climatisation (eau refroidie) et les réseaux électriques (courants forts et faibles). Sa dimension permet l’intervention de l’homme pour l’entretien des réseaux.
Afin d’éviter des désordres dans la structure à la suite d’éventuels tassements du terrain à moyen et à long termes, nous décidons de considérerla galerie technique comme suspendue à la dalle portée du Rdc bas. Pour les mêmes raisons,cette dalle sera portée sur des longrines.

JUSTIFICATION DES POTEAUX DU PARKING COUVERT

Le parking des ambulances est couvert par les niveaux Rdc Haut et R+1. Ces étages sont supportés par des poteaux simples et doubles hauteur, respectivement notés P01 et P02 sur la figure ci-dessous, directement reliés aux fondations.

Définitions des charges

Hypothèse de chargement

Les poteaux reprennent uniquement des charges verticales permanentes et d’exploitation. Aucune charge horizontale n’est retenue. Le contreventement est assuré par des voiles en béton armé au Sud et à l’Est du parking et par la cage d’escalier au milieu du parking. Les poteaux travaillent uniquement en compression centrée.

Prise en compte de l’action du feu

Le Rapport Initial de Contrôle Technique indique que la structure du parking ambulances doit être stable au feu pendant 1H30. Cela signifie qu’en cas d’incendie dans cette zone, les poteaux, poutres et planchers doivent assurer leur fonction porteuse pendant au moins 1H30 afin de permettre aux secours d’évacuer les personnes présentes dans le bâtiment dans des conditions de sécurité optimum.
L’action du feu réduit les résistances mécaniques du béton et de l’acier. La norme française P92-701 définit les méthodes de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton en fonction du type et de la forme des ouvrages (plancher, voile, poteau) et de la température des matériaux. Les résistances mécaniques des matériaux diminuent avec la montée de la température qui croît avec l’allongement de la durée d’exposition. Cette diminution se traduit par la prise en compte de coefficients d’affaiblissement appliqués aux résistances mécaniques initiales du béton et de l’acier. (voir Annexe 9 : Coefficient de réduction sur le béton exposé au feu et Annexe 10 : Coefficient de réduction sur l’acier exposé au feu).

Conclusion

Ce mémoire met en avant la nécessité pour un conducteur de travaux de bien connaître son environnement de travail. Cela passe d’abord par une connaissance approfondie de son entreprise, notamment son vécu et son fonctionnement. Nofrayane est une société dynamique qui cultive une bonne cohésion entre les différents services. La bonne ambiance au sein de l’entreprise est une base de travail solide pour l’ensemble des collaborateurs. Ensuite, une bonne connaissance du projet est primordiale pour le conducteur de travaux. En effet, à l’échelle de la Guyane, la construction du bâtiment MCO est d’une importance capitale pour l’économie loca durant la phase chantier et apportera un confort supplémentaire à la population guyanaise lors de son exploitation. Le troisième partie de ce mémoire met en évidence trois points essentiels sur lesquels je concentre un maximum de mon temps, de mon attention et de mon travail : la connaissance approfondie du projet, la préparation ordonnée et structurée et le suivi rigoureux des travaux sont la clé de la réussite du chantier. Ainsi je garde une longueur d’avance sur la progression de la construction. L’étude des points techniques fait ressortir l’importance pour le conducteur de travaux de comprendre tous les éléments nécessaires au dimensionnement des ouvrages (caractéristiques des sols et matériaux, règles de calcul…).
Le présent mémoire vient clore la formation génie civil. Le programme très complet aura été parfaitement complémentaire à mon à mon emploi. Cette formation m’apporte des acquis solides sur lesquels je m’appuie quotidiennement etme permet d’avoir un certain recul dans mon travail sur chantier. Ce passage au CNAM revêt à mes yeux une valeur très importante car il exige un investissement personnel considérable et m’aura permis de cultiver une curiosité et un intérêt pour le vaste domaine du BTP (études, travaux, architecture…).
A l’avenir, je souhaite faire part de mes connaissances, de mon expérience et de mon goût pour le métier de conducteur de travaux par le biais d’intervention dans les écoles et l’accueil de stagiaires sur les chantiers.
Finalement, j’éprouve une satisfaction en participant pleinement à la construction des infrastructures de mon pays.

Table des matières
REMERCIEMENTS 
RESUME 
INTRODUCTION
I. PRESENTATION DE L’ENTREPRISE NOFRAYANE 
I.1 HISTORIQUE
I.2 STRUCTURE
I.3 REFERENCES
II. PRESENTATION DU PROJET
II.1 LES BESOINS EN GUYANE
II.2 LE PROJET MCO
II.3 LE MARCHE DE TRAVAUX
II.3.1 Forme du marché
II.3.2 Les intervenants sur chantier
II.4 DESCRIPTION DE L’OUVRAGE
III. ORGANISATION DU CHANTIER DE GROS OEURE 
III.1 PREPARATION DE CHANTIER
III.1.1 Synthèse des pièces écrites
III.1.2 Installation de chantier
III.1.3 Démarrage des plans d’exécution
III.1.4 Définition des modes constructifs
III.1.5 Planning d’exécution
III.1.6 Montage du budget
III.2 SUIVI DE CHANTIER
III.2.1 Mise au point technique
III.2.2 Approvisionnement du matériel et des matéri aux sur chantier
III.2.3 Suivi de la production
III.2.4 Respect de la sécurité et de la qualité
III.2.5 Gestion de chantier
IV. ETUDE DE POINTS TECHNIQUES
IV.1 FONDATIONS PAR MICROPIEUX
IV.1.1 Caractéristiques des sols
IV.1.2 Mode opératoire de la réalisation des micropieux de type II
IV.1.3 Descente de charges
IV.1.4 Prise en compte du frottement négatif
IV.1.5 Dimensionnement des micropieux
IV.1.6 Vérification au flambement
IV.1.7 Cas de l’appui le plus chargé
IV.1.8 Groupement de micropieux
IV.2 ETUDE DE LA STABILITE DE LA GALERIE TECHNIQUE ENTERREE
IV.2.1 Description de la galerie
IV.2.2 Définition des charges
IV.2.3 Stabilité de la galerie au poinçonnement
IV.2.4 Stabilité de la galerie au glissement
IV.2.5 Stabilité de la galerie au renversement
IV.3 JUSTIFICATION DES POTEAUX DU PARKING COUVERT
IV.3.1 Définitions des charges
IV.3.2 Vérification au flambement
IV.3.3 Prise en compte de l’action du feu
IV.3.4 Détermination de la capacité portante
CONCLUSION 
ANNEXES 
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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