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

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Unité d’enseignement : Master GC · S3 · UE3 — Analyse & Réhabilitation des Structures

  • Réhabilitation & Renforcement des Structures

    Ce cours de Master 2 (S3, 3 crédits) forme l’ingénieur à intervenir sur le patrimoine bâti et les ouvrages d’art existants : diagnostiquer, comprendre les mécanismes de dégradation, choisir et dimensionner une réparation ou un renforcement, puis organiser la maintenance sur le cycle de vie. Au Niger, l’enjeu est majeur : une grande partie des ponts du réseau national (RN1, RN6, ouvrages sur les koris et dallols) a été construite entre les années 1960 et 1990, subit des surcharges de poids lourds, des chocs thermiques quotidiens de 25 à 35 °C, des crues violentes et un entretien souvent différé. Réhabiliter coûte généralement bien moins que reconstruire, à condition d’agir au bon moment et sur un diagnostic fiable.

    Objectifs d’apprentissage

    • Diagnostiquer l’état structurel et la durabilité d’un ouvrage de génie civil existant.
    • Choisir et dimensionner les techniques de réparation et de renforcement adaptées.
    • Maîtriser les méthodes de renforcement par matériaux composites (PRFC) et précontrainte additionnelle.
    • Établir un programme de maintenance préventive pour prolonger la durée de vie des ouvrages GCI.

    Prérequis

    Ponts et Ouvrages d’Art Avancés (POA1GC6) — Master GCI S1 ; Béton Précontraint Avancé (BPR2GC5) — Master GCI S2. Sont également mobilisés : béton armé aux Eurocodes/BAEL, matériaux de construction (chimie du ciment), statistiques de base.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Diagnostic et Inspection des Structures GCI
    2. Leçon 2 — Pathologies du Béton Armé et des Ponts
    3. Leçon 3 — Techniques de Réparation et de Renforcement
    4. Leçon 4 — Maintenance et Durabilité

    Travaux pratiques

    • TP guidé 1 : auscultation d’un élément en béton (scléromètre, profondeur de carbonatation, carotte) et rédaction d’une fiche d’expertise (leçon 1).
    • TP guidé 2 : relevé et cartographie des fissures d’un ouvrage, indice de fissuration (leçon 2).
    • TP guidé 3 : dimensionnement et procédure de mise en œuvre d’un renforcement en flexion par lamelles PRFC (leçon 3).
    • TP guidé 4 : programme de réhabilitation d’un pont de la région de Dosso — priorisation et analyse en coût global (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 10 h, TD 10 h, TP 10 h, TPE 30 h, soit 60 h — 3 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (comptes rendus de TP, rapport d’expertise, quiz) et examen terminal 60 %. Nature : mixte.

    Bibliographie

    • Techniques de l’Ingénieur, dossiers « Réparation et renforcement des structures en béton ».
    • SÉTRA / Cerema, Guide d’inspection des ouvrages d’art et instruction technique pour la surveillance et l’entretien des ouvrages d’art (ITSEOA), fascicules associés.
    • NF EN 1504 (parties 1 à 10) : Produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton.
    • fib Bulletin 14, Externally bonded FRP reinforcement for RC structures ; AFGC, Réparation et renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites.

  • Dynamique des Structures & Parasismique Avancé

    Ce cours de Master 2 (S3, 4 crédits) approfondit le comportement des structures de génie civil soumises à des actions variables dans le temps : séisme, vent, trafic, machines tournantes. Il part de l’oscillateur à un degré de liberté pour aller jusqu’à l’analyse modale spectrale des bâtiments, l’analyse sismique non linéaire (pushover, time-history) et le contrôle passif des vibrations (amortisseurs, isolation à la base, amortisseurs à masse accordée). Le contexte nigérien est pris en compte : sismicité faible à modérée mais non nulle, prédominance des ossatures en béton armé R+n à Niamey et Maradi, château d’eau et réservoirs surélevés, passerelles et ponts sur le fleuve Niger, bâtiments stratégiques (hôpitaux, centres de secours) pour lesquels une vérification dynamique rigoureuse est justifiée.

    Objectifs d’apprentissage

    • Maîtriser les équations de la dynamique des structures en régime libre et forcé.
    • Réaliser l’analyse spectrale et l’analyse temporelle des structures sous séisme.
    • Dimensionner les structures de génie civil aux charges dynamiques : vent, séisme, trafic.
    • Évaluer et améliorer la réponse dynamique des structures par contrôle passif.

    Prérequis

    Construction Parasismique (CPR1GC9) — Master GCI S1 ; Modélisation Numérique des Structures (MNS2GC6) — Master GCI S2. Sont également supposés acquis : résistance des matériaux, calcul matriciel des structures (méthode des déplacements), algèbre linéaire (valeurs propres), équations différentielles linéaires.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Dynamique des Systèmes à un Degré de Liberté
    2. Leçon 2 — Dynamique des Systèmes à Plusieurs Degrés de Liberté
    3. Leçon 3 — Analyse Sismique Non Linéaire
    4. Leçon 4 — Contrôle Passif des Vibrations

    Travaux pratiques

    • TP guidé 1 : analyse modale spectrale d’un bâtiment R+5 sous SAP2000 selon l’EC8 (leçon 2).
    • TP guidé 2 : évaluation parasismique d’un bâtiment existant à Niamey par pushover (méthode N2) et lecture des niveaux de performance IO/LS/CP (leçon 3).
    • TP guidé 3 : pré-dimensionnement d’un système d’isolation sismique pour un bâtiment hospitalier au Niger (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 20 h, TD 10 h, TP 8 h, travail personnel (TPE) 42 h, soit 80 h au total — 4 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD notés, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal 60 %. Nature : mixte (écrit + rendu de TP sur logiciel).

    Bibliographie

    • A. K. Chopra, Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, Pearson.
    • NF EN 1998-1 (Eurocode 8) : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes — Partie 1 ; ASCE/SEI 41-17 : Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings.
    • R. W. Clough & J. Penzien, Dynamics of Structures, McGraw-Hill (ouvrage classique complémentaire).
    • V. Davidovici, La construction en zone sismique, Le Moniteur (complément en français).