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

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Unité d’enseignement : Master GC · S2 · UE3 — Structures en Béton Avancées

  • Modélisation Numérique des Structures

    Ce cours de Master professionnel (M1, semestre 2), à dominante pratique (14 h de TP sur 38 h encadrées), forme l’ingénieur à la modélisation numérique des structures et des sols par la méthode des éléments finis (MEF) avec trois logiciels de référence de la profession : Autodesk Robot Structural Analysis (ponts et bâtiments, vérifications Eurocodes), CSI SAP2000 (analyses non linéaires et dynamiques) et PLAXIS 2D (géotechnique numérique). Le fil conducteur est la validation : tout résultat de logiciel doit être confronté à un calcul analytique de contrôle, à une étude de convergence et aux exigences normatives. Les applications portent sur des ouvrages nigériens : pont mixte sur un kori, château d’eau et barrage en béton en zone de faible sismicité, paroi moulée ancrée dans les sols latéritiques de Niamey.

    Objectifs d’apprentissage

    • Modéliser et analyser des structures de génie civil complexes par la méthode des éléments finis.
    • Maîtriser les logiciels Robot Structural Analysis et SAP2000 pour les calculs de structures GCI.
    • Réaliser des analyses non linéaires et dynamiques pour les structures soumises aux séismes.
    • Valider et interpréter les résultats numériques en regard des calculs analytiques et normatifs.

    Prérequis

    Modélisation & Simulation des Structures (MOD6202, Licence GCI S6). RDM, béton armé et construction métallique aux Eurocodes, dynamique des structures de base, mécanique des sols.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Fondements de la MEF pour les Structures GCI
    2. Leçon 2 — Robot Structural Analysis : Structures GCI
    3. Leçon 3 — SAP2000 : Analyse Non Linéaire et Dynamique
    4. Leçon 4 — PLAXIS 2D : Géotechnique Numérique

    Travaux pratiques (14 h)

    • TP 1 : étude de convergence de maillage et validation d’un modèle de poutre continue (leçon 1).
    • TP 2 : modèle 3D d’un pont mixte acier-béton sous LM1/LM2 dans Robot (leçon 2).
    • TP 3 : analyse modale spectrale et pushover d’un portique, analyse sismique d’un barrage en béton dans SAP2000 (leçon 3).
    • Projet : paroi moulée ancrée dans un sol latéritique sous PLAXIS 2D (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    CM 16 h, TD 8 h, TP 14 h, TPE 42 h (80 h) — 4 crédits. Contrôle continu intégral (100 %, pas d’examen terminal) : comptes rendus de TP, modèles numériques rendus et projet PLAXIS avec note de calcul. Nature : TP (pratique).

    Bibliographie

    • Autodesk, Robot Structural Analysis Professional User Guide.
    • Computers and Structures Inc., SAP2000 / CSI Analysis Reference Manual (csiamerica.com).
    • Bentley, PLAXIS 2D Reference and Material Models Manuals.
    • Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., The Finite Element Method, Butterworth-Heinemann.
    • Chopra A. K., Dynamics of Structures, Pearson.

  • Béton Précontraint Avancé

    Ce cours de Master professionnel (M1, semestre 2) prolonge le cours de béton précontraint de Licence vers les structures précontraintes complexes : comportement différé du béton et des aciers, poutres et dalles continues, structures spéciales (réservoirs, ponts construits par encorbellements successifs, portiques, précontrainte extérieure), contrôle et pathologie. Les calculs se font selon l’Eurocode 2 (NF EN 1992-1-1 et NF EN 1992-2), avec des renvois au BPEL 91 encore rencontré dans les ouvrages existants du Niger. Le contexte sahélien est pris en compte : humidité relative très basse une grande partie de l’année (fluage et retrait accrus), fortes températures au bétonnage, ponts anciens sur le fleuve Niger et les koris à diagnostiquer.

    Objectifs d’apprentissage

    • Dimensionner des structures précontraintes complexes : poutres continues, portiques, silos.
    • Maîtriser le calcul des pertes de précontrainte différées par fluage, retrait et relaxation.
    • Concevoir le câblage de précontrainte de structures à géométrie variable.
    • Appliquer la précontrainte par post-tension aux structures de ponts et bâtiments industriels.

    Prérequis

    Béton Précontraint (BPC4201, Licence GCI S4) ; Ponts et Ouvrages d’Art Avancés (POA1GC6, Master GCI). Résistance des matériaux, méthode des trois moments, béton armé aux Eurocodes.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Comportement à Long Terme du Béton Précontraint
    2. Leçon 2 — Poutres Continues Précontraintes
    3. Leçon 3 — Structures Spéciales Précontraintes
    4. Leçon 4 — Contrôle et Pathologies

    Travaux pratiques (10 h)

    • TP 1 : mesure du retrait et du fluage sur éprouvettes et comparaison au modèle EC2 (leçon 1).
    • TP 2 : tracé de câble et équilibrage des charges d’une dalle continue de parking sur tableur (leçon 2).
    • TP 3 : contrôle d’une mise en tension — relevé des allongements et comparaison théorique (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    CM 20 h, TD 10 h, TP 10 h, TPE 40 h (80 h) — 4 crédits. Contrôle continu 40 % (comptes rendus de TP, TD notés) et examen terminal 60 %. Nature : mixte.

    Bibliographie

    • Lacroix R., Le béton précontraint, Eyrolles.
    • NF EN 1992-1-1 et NF EN 1992-2 (Eurocode 2) et annexes nationales.
    • Collins M. P., Mitchell D., Prestressed Concrete Structures, Prentice Hall.
    • Ghali A., Favre R., Elbadry M., Concrete Structures: Stresses and Deformations, CRC Press.