Mon retour d'éxpérience: Ingénieur Structure
J’ai commencé ma carrière directement après l’école par l’intégration d’un bureau d’études en tant qu’ingénieur de structure. Je vais essayer dans cet article de vous donner mon retour d’expérience sur ce poste après plusieurs d’années d’exercice.
1-Public cible :
Si vous êtes un élève ingénieur ou ingénieur débutant sa carrière dans le calcul de structure, c’est article est pour vous.
Si vous êtes un ingénieur expérimenté, cet article sera peut être un prétexte pour un échange constructif d’idées et de connaissances ; au plaisir de Vous lire !
2-Formations de base :
Un ingénieur de structure est titulaire d’un diplôme d’une école d’ingénierie publique ou privée ou d’un master universitaire dans le génie civil.
3-Missions :
Un ingénieur de structure a pour mission principale la justification et l’optimisation des éléments de structure en béton armé et charpente métallique, notamment :
· La justification vis-à-vis des charges statiques (permanentes et d’exploitation)
· La justification du comportement de la structure vis-à-vis des actions dynamiques (séisme et vent)
· Le dimensionnement de tous les éléments de structure en BA et charpente (poteaux, poutres, planchers, dalles, fondations, murs de clôture, murs de soutènement, bâches à eau, …)
· La réalisation et/ou la vérification des plans et dessins de coffrage et ferraillage établis par les projeteurs,
4-Déroulement de la mission :
4.1-Visite des lieux du futur projet :
Souvent négligée par les ingénieurs, cette une étape est très importante dans l’étude technique d’un bâtiment. En effet, elle permet de :
· Faire le constat sur la topographie du terrain
· S’arrêter sur les limites avec les bâtiments voisins au futur projet
· Déterminer l’emplacement des sondages à réaliser par le laboratoire géotechnique du projet.
Dans le cas où il n’est pas possible de faire une visite des lieux (éloignement, manque de temps…) demandez à quelqu’un de faire des photos et/ou vidéos du site pour le visualisez avant d’entamer l’étude proprement dite.
4.2-Données d’entrée :
4.2.1-Les plans d’architecture :
à savoir les vues en plans, coupes, détails particuliers, Model 3D, revêtement, faux plafond… Ces plans constituent la base de toute étude de structure.
Aujourd’hui, ils existent des logiciels (Ex : BIMx Viewer) faciles à utiliser pour faire des visites virtuelles sur les maquettes dynamiques conçues par les architectes.
4.2.2-Levé topographique :
En complément de la visite des lieux précédemment décrite, le levé topographique permet de visualiser le terrain pour mieux gérer les terrassements et les systèmes de fondation à adopter.
4.2.3-La notice de sécurité :
il s’agit d’un document établi par un bureau de contrôle agrée ou par un bureau d’étude sécurité incendie sur la base des plans d’architecture. Il décrit les dispositions à prendre en compte pour avoir un bâtiment qui répond aux normes de protection incendie en vigueur. L’importance de ce document pour un ingénieur de structure réside dans la détermination des degrés coupe feu des éléments de structure et le degré de stabilité au feu à assurer par le bâtiment. Par exemple, un degré coupe feu supérieure à ou égale à 2h nécessite de prévoir des dalles pleines au lieu des planchers à hourdis et de renforcer l’enrobage et le ferraillage des poteaux et poutres des locaux en en question.
Dans certains cas, soit par ignorance ou par manque de moyens, le maitre d’ouvrage ne prévoit pas la réalisation de ce document. Il est important alors pour l’ingénieur de structure de lire le règlement en question et dégager les exigences coupe feu à assurer en fonction du type de bâtiment, sa taille et son effectif. Même si cette prestation ne fait pas partie de sa mission, l’ingénieur de structure doit toujours veiller, en premier lieu, à respecter les normes et règlements avant de penser à l’exécution des tâches contractuelles.
4.2.4-Le rapport géotechnique :
il s’agit d’un rapport avec des annexes regroupant les résultats des essais et sondages réalisés par le laboratoire géotechnique du projet. L’ingénieur de structure se base sur ce document pour dégager les informations suivantes :
· Les recommandations du laboratoire et terme du mode de fondations à prévoir et les dispositions constructives à adopter pour certains types de sol (sol gonflant, argileux, karsts…)
· Le taux de travail du sol et le niveau du bon sol.
· Les paramètres de calculs sismiques
· Les paramètres du sol pour le calcul d’un mur de soutènement, le cas échéant,
· Le niveau de la nappe phréatique
· La hauteur des terres à dégager…
Dans la plus part des cas, le laboratoire indique le niveau du bon sol est situé à une distance/TN (c.à.d. par rapport au niveau du terrain naturel). Cette phrase est souvent source d’ambigüité, car :
· Pour un terrain accidenté, cette valeur n’as pas de sens, en effet, dans ce cas chaque semelle aura un niveau d’assise différent !
· Avant d’exécuter les travaux de fondations, on doit procéder souvent à un décapage d’une ou plusieurs couches de terres, alors pour déterminer le niveau du bon sol, doit on prendre le niveau avant ou après le décapage ?
En règle générale, et pour les terrains hétérogènes ou accidentés, l’ingénieur de structure doit affiner son étude via un échange constructif avec le laboratoire et ne pas se contenter de prendre les dispositions du rapport pour agent comptant !
4.2.5-Le cahier de charge du maitre d’ouvrage :
Pour certains projets particuliers, à caractère industriel par exemple, il est important d’avoir un cahier charge sous forme de documents et de plans indiquant toutes les informations qui ont une incidence directe ou indirecte sur le calcul de structure du bâtiment en question (charge d’exploitation particulière, poids des machines, vibrations, réservations dans la structure, types de planchers…).
4.3-Données de sortie :
4.3.1-Modèles de calcul :
Aujourd’hui, et avec l’émergence du BIM, la modélisation numérique CAO (calcul assisté par ordinateur) devient de plus en plus indispensable (Robot, CYPECAD, TEKLA, SAP2000, ETBAS...), car elle permet :
· D’accélérer et d’affiner le processus de justification de la structure notamment le calcul dynamique vis-à-vis du vent et de l’aléa sismique,
· D’exporter le model vers des plateformes collaborative (maquette numérique) regroupant la conception architecturale et les différents réseaux. Ceci en vue de minimiser les incohérences entre les différents corps d’état.
· De faciliter la vérification et la validation des plans auprès des organismes de contrôle.
4.3.2-Notes de calcul :
Souvent exportées depuis les modèles numériques pour justifier la stabilité des éléments de structure.
4.3.3-Plans et détails :
Dans le cas général, un ingénieur de structure est à la tête d’une équipe de dessinateurs et projeteurs. Sa mission serait donc de concevoir le projet, faire la modélisation et déterminer les dimensions des éléments de structure retenus. Les projeteurs se chargeront de faire les dessins, les détails et les tirages des plans.
Pour un ingénieur débutant il est important de passer par toutes les étapes d’un projet de bâtiment, depuis le dessin, le calcul manuel, le tirage et même le pliage des plans ! Ceci pour plusieurs raisons,
· Apprendre le métier en profondeur à travers le contact avec les professionnels expérimentés,
· Etre en mesure d’aider ses collaborateurs à régler quelques problèmes techniques,
· Estimer le temps nécessaire pour réaliser les tâches élémentaires des dessins et de projection pour être en mesure de maitriser les délais de livraison des dossiers de son équipe,
5-Interfaces :
L’un des points les plus importants dans la vie d’un ingénieur de structure est sa capacité à gérer les interfaces avec ses collaborateurs internes et externes dans l’acte de bâtir. Ce paragraphe donne quelques conseils pratiques sur les aspects à gérer avec ces collaborateurs,
5.1-Le maitre d’ouvrage :
Un maître d’ouvrage c’est qui ?
Dans la plus part des cas, il s’agit d’une personne, d’un organisme ou d’une administration dont le but majeur est de construire un ouvrage sûr, vite à moindre coût !. Il ne veut rien savoir sur la méthode utilisée pour faire le maillage en éléments finis ni sur la différence entre une cloison en agglos et en briques rouges.
Dès lors, toutes les discussions et les échanges avec lui doivent tourner autour des points suivants :
· Lui demander de fournir les documents nécessaires pour réaliser l’étude de structure auprès des autres collaborateurs,
· Demander son accord sur le choix entre deux ou plusieurs variantes de structure tout en exposant les plus et les moins de chaque variante.
· Ne surtout pas les impliquer dans les détails de vos calculs et vos hypothèses sauf celles qui peuvent avoir une incidence sur le délai/le coût du projet,
5.2-Architecte:
Pour réussir l’étude d’un projet de bâtiment, il est nécessaire de travailler en collaboration étroite avec l’architecte dès la phase APS. Mais avant d’arriver à ceci, il faut comprendre une chose ;
Un architecte est un professionnel à qui on donne un terrain et un cahier de charge pour le transformer en une structure à partir de son imagination. En d’autre terme, le nouveau bâtiment est l’œuvre de sa création.
La rivalité ingénieurs-architectes qui existe aujourd’hui et depuis toujours est souvent liée aux méthodes de travail radicalement opposées entre ingénieurs et architectes, à la différence d’état d’esprit entre ces deux domaines, mais également à une série de préjugés et de stéréotypes bien ancrés dans la culture du métier. En plus, la méconnaissance totale ou partielle et l’incompréhension du camp adverse constitue le pilier majeur de la naissance de tensions et de conflits.
Toutefois, qui dit différences ne dit pas forcément conflit. En effet, la diversité est bien souvent signe de richesse et travailler de manière différente n’implique en aucun cas la naissance de tensions.
Dès lors, un ingénieur qui désire réussir ses projets, doit prendre l’initiative de découvrir le monde des architectes par une recherche Google ou par le contact direct des professionnels, pour essayer de comprendre cet univers et trouver des terrains d’entente avec son collaborateur incontournable. Je dis bien collaborateur !
5.3-Le bureau de contrôle :
Le bureau de contrôle ou le contrôleur technique est un professionnel mandaté par le maître d’ouvrage pour procéder à vérification technique et la conformité des dossiers d’exécution de la maitrise d’œuvre aux normes en vigueur. L’ingénieur de structure sera donc amené à contacter cet organisme pour valider ses plans et notes de calcul.
Pour mieux réussir cet échange, il faut adopter certaines pratiques utiles, à savoir :
· Penser à avoir les coordonnées de la personne directement chargée du dossier, un échange officieux est souvent nécessaire pour faciliter la validation,
· En tant qu’ingénieur, on n’aime pas recevoir des feedbacks qui nous disent que notre travail est incomplet ou carrément non conforme. C’est humain et c’est tout à fait compréhensible. Mais Il ne faut surtout pas prendre ces remarques comme une insulte à votre personne ou comme un jugement de valeur de vos compétences. Vous êtes en face d’un professionnel qui exerce sa fonction dans un cadre professionnel bien précis. Alors Prenez votre temps pour lire le rapport, posez des questions, soyez ouvert et orienté vers l’objectif ultime de cet échange,
· Tout le monde peut se tromper et le plus l’important n’est pas de savoir qui a raison, mais plutôt de valider le dossier, apprendre de cette expérience et passer à l’étape n+1.
N’oubliez pas que la validation du dossier par le bureau de contrôle n’est une finalité en elle-même, c’est juste un autre moyen d’affiner et de vérifier vos plans. Si par exemple, vous repérez une erreur dans les plans même après le visa du BCT, il ne faut surtout pas hésiter à faire les rectifications nécessaires et déposer le dossier à nouveau pour visa. Le plus important c’est l’ouvrage à construire, ne l’oubliez pas !
5.4-Laboratoire :
L’ingénieur de structure grâce à sa formation de base et son retour d’expérience est en mesure de lire avec un regard critique l’étude géotechnique établie par le laboratoire. En effet,
· Il doit demander des explications pour toute ambigüité dans le rapport,
· Faire la comparaison qualitative entre les données du rapport et les données d’un autre projet déjà réalisé qui se trouve dans la même que zone du nouveau projet, un grand écart dans les recommandations retenues peut donner lieu à des pistes de réflexion,
Lorsqu’un particulier désire construire sa propre maison, il n’a pas souvent les moyens pour pour réaliser une étude géotechnique du sol.
Face à cette situation, vous avez le choix entre deux scénarios :
· Le technocrate, ’’désolé Monsieur je ne peux vous faire les plans de structure tant que je n’ai pas une étude géotechnique réalisée par un laboratoire agrée !’’
· L’ingénieur citoyen qui pense aux autres et qui fait de son mieux pour résoudre leurs problèmes. Dans ce cas, il va penser à appeler un ami géotechnicien, ou faire lui-même une visite du site et demander à un ouvrier de faire une tranchée pour déterminer la nature du sol d’assise (plus au moins), ou faire le calcul en supposant un sol de qualité moyenne et demander au client de le prévenir au moment des terrassements pour voir s’il peut lui faire des économies…Bien entendu, il ne s’agit pas de faire n’importe quoi toute en ayant la bonne intention d’aider votre client, mais plutôt de faire appel au bon sens, vos connaissances et à votre jugement pour analyser la situation et en sortir avec des conclusions.
Bref, un ingénieur est là pour résoudre un problème et pas en devenir un !
5.5-En interne :
En plus des collaborateurs externes, L’ingénieur structure doit collaborer dès les premières phases de conception avec les autres corps d’état techniques. Il faut veiller donc à récupérer les données relatives à ces lots pour en prendre compte dans les calculs et les dessins des plans de structure :
5.5.1-L’ingénieur Fluides :
· Les gaines de désenfumage, traitement d’air et ventilation et descentes d’assainissement,
· Poids des équipements sur terrasses avec leurs massifs (pompes à chaleur, groupe de froid, chauffe-eaux solaires, caissons de désenfumage et VMC…)
· Réseau sous dallage d’assainissement à intégrer dans les plans de fondations
5.5.1-L’ingénieur Courants forts courants faible :
· Le plan de mise à la terre
· Plans du poste transformateur et groupe électrogène
· Gaines de distribution des réseaux