École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : ARC · S3 · UE5 — Environnement génie civil

  • Construction métallique I

    Le cours de Construction métallique I (UE5 — Environnement génie civil, semestre 3) initie le futur assistant en architecture à l’emploi de l’acier dans le bâtiment : charpentes de hangars, marchés couverts, auvents, mezzanines, passerelles et ossatures d’équipements publics. Au Niger, l’acier est omniprésent dans les toitures en tôle, les halls de stockage, les stations-service ou les préaux d’écoles, souvent associé à la maçonnerie de parpaings, de BTC ou de banco. L’architecte n’a pas à dimensionner seul une structure métallique, mais il doit en comprendre la logique : choisir un système porteur cohérent, prévoir les contreventements, estimer les sections et le tonnage, dialoguer avec le bureau d’études et contrôler les plans d’exécution.

    Le cours part des propriétés du matériau, présente le cadre normatif (Eurocodes 0, 1 et 3, normes de produits), puis étudie le comportement des éléments (tirants, poutres, poteaux) et termine par la conception d’ensemble et les assemblages. Chaque leçon comprend un exemple résolu et des exercices corrigés ; un TP guidé accompagne la dernière leçon.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire les propriétés mécaniques et physiques des aciers de construction et les produits disponibles (IPE, HEA, UPN, cornières, tubes, tôles).
    • Situer les normes et standards de la construction métallique (EN 1990, EN 1991, EN 1993, EN 10025, EN 1090) et appliquer les combinaisons ELU/ELS de base.
    • Analyser le comportement d’un tirant, d’une poutre fléchie et d’un poteau comprimé (flambement) et effectuer des vérifications simples.
    • Concevoir le schéma porteur d’un bâtiment métallique simple (portiques, pannes, contreventements) adapté au climat sahélien.
    • Reconnaître et prédimensionner des assemblages boulonnés et soudés courants et lire un plan de charpente.

    Prérequis

    Matériaux de construction (S1), Résistance des matériaux (S1), Théorie des structures (S2) : notions de contrainte, moment fléchissant, effort tranchant, moment d’inertie et flèche.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Les aciers de construction : propriétés, produits et applications
    2. Leçon 2 — Normes, actions et principes de justification (Eurocodes)
    3. Leçon 3 — Comportement des éléments : traction, flexion et flambement
    4. Leçon 4 — Conception des structures métalliques, assemblages et TP guidé

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 15 h de CM, 10 h de TD, 5 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE), 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (exercices de TD, compte rendu de TP, quiz en ligne) et examen terminal écrit portant sur des vérifications simples et une question de conception.

    Bibliographie

    • Salmon, C. G., Johnson, J. E., Malhas, F. A. Steel Structures: Design and Behavior, Pearson, 5e éd., 2008.
    • Timoshenko, S. P., Gere, J. M. Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill / Dover, 2009.
    • Morel, J. Calcul des structures métalliques selon l’Eurocode 3, Eyrolles.
    • Hirt, M. A., Bez, R., Nussbaumer, A. Construction métallique — Notions fondamentales et méthodes de dimensionnement (Traité de génie civil, vol. 10), PPUR.
    • NF EN 1993-1-1 (Eurocode 3 : Calcul des structures en acier — Règles générales), AFNOR/CEN.

  • Éléments structuraux

    Ce cours de la Licence Professionnelle en Architecture (S3, UE5 « Environnement génie civil ») étudie les éléments structuraux fondamentaux d’un bâtiment — poutres, poteaux (colonnes) et dalles — et leur comportement sous les charges. L’objectif n’est pas de faire de l’architecte un ingénieur structure, mais de lui donner les outils pour dialoguer avec le bureau d’études, pré-dimensionner un ossature dès l’esquisse et concevoir des espaces dont la structure est cohérente, économique et adaptée au contexte nigérien (béton armé, maçonnerie de parpaings ou de BTC, charpente métallique ou bois).

    Le cours s’appuie sur les bases de la statique et de la théorie des structures. Les calculs présentés suivent la logique des états limites (Eurocodes, BAEL 91 pour le béton armé encore très utilisé en Afrique de l’Ouest) ; les valeurs numériques données sont des valeurs de pré-dimensionnement, à confirmer par une note de calcul d’ingénieur.

    Objectifs d’apprentissage

    • Identifier et quantifier les actions permanentes (G) et d’exploitation (Q) et effectuer une descente de charges simple.
    • Calculer réactions, efforts tranchants et moments fléchissants d’une poutre isostatique courante.
    • Calculer contraintes normales (σ = N/A, σ = M/W), déformations et flèches, et les comparer à des valeurs admissibles.
    • Vérifier un poteau vis-à-vis de la compression et du flambement (élancement, charge critique d’Euler, méthode forfaitaire BAEL).
    • Choisir un type de dalle et pré-dimensionner poutres, dalles et poteaux à partir de ratios de portée.
    • Intégrer la trame structurelle dans la conception architecturale.

    Prérequis

    Théorie des structures et statique : équilibre d’un solide, réactions d’appui, notions de moment d’une force et de centre de gravité ; mathématiques de base (équations, puissances, unités SI).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Actions sur les structures et descente de charges
    2. Leçon 2 — Les poutres : flexion, contraintes et flèches
    3. Leçon 3 — Les poteaux : compression et flambement
    4. Leçon 4 — Les dalles et l’intégration des éléments structuraux dans le projet

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, interrogations écrites, quiz en ligne) comptant pour 40 % et examen terminal écrit (exercices de calcul, calculatrice autorisée) pour 60 %.

    Bibliographie

    • Hibbeler, R. C. (2017). Structural Analysis. Pearson.
    • Megson, T. H. G. (2014). Structural and Stress Analysis. Butterworth-Heinemann.
    • Perchat, J. & Roux, J. (2002). Pratique du BAEL 91. Eyrolles.
    • Salvadori, M. (2005). Comment ça tient ? Parenthèses.
    • Ching, F. D. K., Onouye, B. & Zuberbuhler, D. (2014). Building Structures Illustrated. Wiley.