DESSIN DE CONSTRUCTIONS ENTERREES

# DESSIN DE CONSTRUCTIONS ENTERREES ## Semelles ### Introduction Les semelles constituent un élément fondamental des fondations d'un bâtiment. Leur rôle est crucial pour la stabilité et la durabilité de toute construction. En dessin technique, maîtriser la représentation des semelles est essentiel pour comprendre comment les charges sont transmises au sol et comment ces structures sont réalisées. Dans cette leçon, nous explorerons les différents types de semelles, leurs fonctions, les matériaux utilisés, et surtout, les conventions de leur représentation graphique sur des plans et des coupes. ### Concepts Clés #### Rôle des Semelles Les semelles sont la partie inférieure d'une structure qui repose directement sur le sol. Leur fonction principale est de: * **Reprendre les charges :** Elles reçoivent les charges verticales (poids propre du bâtiment, charges d'exploitation) et horizontales (vent, séisme) des murs porteurs ou des poteaux. * **Répartir les charges :** Elles étalent ces charges sur une surface suffisante du terrain afin de ne pas dépasser sa capacité portante (résistance du sol) et d'éviter le poinçonnement ou les tassements différentiels (affaissements inégaux du sol). * **Assurer la stabilité :** Elles ancrent la structure au sol, résistant aux forces de soulèvement et garantissant la pérennité de l'ouvrage. #### Types de Semelles Il existe plusieurs types de semelles, adaptés aux différents types de charges et de structures: ##### Semelles Filantes * **Utilisation :** Conçues pour supporter des murs porteurs continus. * **Forme :** Bande de béton armé continue sous toute la longueur du mur. * **Dimensionnement :** La largeur de la semelle (B) est généralement plus grande que l'épaisseur du mur (e). La hauteur (h) est déterminée en fonction de la charge et du type de sol. Typiquement, \( B \approx 2e \) et \( h \approx B/2 \). * **Ferraillage :** Composées d'armatures longitudinales (barres parallèles au mur) et d'armatures transversales (cadres ou épingles) pour reprendre les efforts de flexion et de cisaillement. ##### Semelles Isolées * **Utilisation :** Destinées à supporter des poteaux isolés ou des éléments ponctuels. * **Forme :** Généralement carrées ou rectangulaires en plan, parfois circulaires. Elles ont une forme de pyramide tronquée ou de bloc sous le poteau. * **Dimensionnement :** La surface de la semelle est calculée en fonction de la charge du poteau et de la contrainte admissible du sol. * **Ferraillage :** Constituées d'une nappe d'armatures inférieure (grille de barres orthogonales) et souvent de chaînages verticaux reliant la semelle au poteau. ##### Semelles Continues sous Poteaux * **Utilisation :** Lorsque les poteaux sont rapprochés et qu'il est plus économique de les relier par une semelle commune plutôt que de faire des semelles isolées séparées. #### Matériaux Le matériau le plus couramment utilisé pour les semelles est le **béton armé**. Ce matériau combine la résistance à la compression du béton avec la résistance à la traction de l'acier (armatures), ce qui est idéal pour les fondations. L'enrobage du béton, c'est-à-dire l'épaisseur de béton entre les armatures et l'extérieur de la semelle, doit être d'au moins \( c = 5 \text{ cm} \) pour les fondations afin de protéger l'acier de la corrosion. #### Représentation Graphique des Semelles La représentation des semelles suit des conventions précises en dessin technique: ##### Vues en Plan * **Contours :** Les contours de la semelle sont dessinés en trait fort continu. * **Hachures :** La partie béton de la semelle peut être hachurée (hachures simples ou doubles obliques) pour distinguer le béton du sol. * **Armatures :** Les armatures sont représentées par des symboles spécifiques (lignes fines pour les barres, cercles pour les coupes de barres) indiquant leur diamètre et leur espacement. * **Murs/Poteaux :** Le mur ou le poteau qu'elle supporte est dessiné au-dessus de la semelle. ##### Coupes * **Détails dimensionnels :** La hauteur, la largeur et la profondeur d'ancrage de la semelle sont clairement cotées. * **Position des armatures :** La position exacte, le diamètre, le nombre et l'espacement des barres d'armature sont indiqués. * **Enrobage :** L'épaisseur d'enrobage est visible et peut être cotée si nécessaire. * **Lignes :** Utilisation de différents types de lignes (fortes, fines, continues, discontinues) pour différencier les éléments (béton, armatures, sol). ### Vocabulaire * **Semelle :** Élément de fondation qui répartit les charges de la structure sur le sol. * **Mur porteur :** Mur qui supporte des charges verticales du bâtiment. * **Poteau :** Élément vertical isolé qui transmet des charges ponctuelles. * **Béton armé :** Béton renforcé par des barres d'acier (armatures). * **Ferraillage / Armatures :** Ensemble des barres d'acier noyées dans le béton pour en améliorer la résistance à la traction. * **Charges :** Forces exercées sur une structure. * **Sol / Terrain :** Matériau sur lequel repose la fondation. * **Fondation :** Ensemble des éléments qui assurent la transmission des charges au sol. * **Filante :** Qualifie une semelle continue sous un mur. * **Isolée :** Qualifie une semelle sous un poteau unique. * **Coupe :** Représentation d'une structure comme si elle était coupée pour en montrer l'intérieur. * **Vue en plan :** Représentation d'une structure vue de dessus. * **Longitudinale :** Dans le sens de la longueur (pour les armatures d'une semelle filante). * **Transversale :** Dans le sens de la largeur (pour les armatures d'une semelle filante ou isolée). * **Chaînage :** Armature reliant différents éléments structurels ou formant une boucle autour des armatures principales (étriers, cadres). * **Enrobage :** Épaisseur de béton entre l'armature et la surface extérieure du béton. ### Exemples #### Exemple 1: Dessin d'une Semelle Filante Imaginez un mur de 20 cm d'épaisseur. Une semelle filante typique pourrait avoir une largeur de 50 cm et une hauteur de 25 cm. Elle serait ferraillée avec des barres longitudinales en partie basse et des épingles transversales. * **Vue en coupe :** Montrer le mur reposant sur la semelle. Dessiner les barres longitudinales en coupe (cercles) et les épingles. Coter les dimensions principales (épaisseur mur, largeur et hauteur semelle, profondeur d'enrobage). * **Vue en plan :** Montrer le contour de la semelle, le tracé du mur et les barres longitudinales (traits continus) et l'espacement des armatures transversales (petits traits perpendiculaires). #### Exemple 2: Dessin d'une Semelle Isolée Pour un poteau carré de 30 cm de côté, une semelle isolée pourrait être carrée de 120 cm de côté et 40 cm de hauteur. Le ferraillage consisterait en une nappe de treillis en partie basse. * **Vue en coupe :** Dessiner le poteau sur la semelle. Représenter la nappe d'armatures inférieure et les amorces du poteau. Coter les dimensions. * **Vue en plan :** Dessiner le carré de la semelle, le carré du poteau au centre, et la grille des armatures en partie basse. ### Exercices 1. **Identification :** À partir d'un dessin de fondation fourni (plan ou coupe), identifiez et nommez : * Les semelles (précisez le type). * Les murs ou poteaux. * Les armatures (longitudinales, transversales). * Les cotes principales. 2. **Dessin de coupe :** Dessinez la coupe d'une semelle filante sous un mur de 25 cm d'épaisseur. La semelle doit avoir une largeur de 60 cm et une hauteur de 30 cm. Indiquez la position générale des armatures et un enrobage de 5 cm. Utilisez les conventions de hachures pour le béton et le sol. 3. **Dessin en plan :** Dessinez la vue en plan d'une semelle isolée carrée de 150 cm de côté pour un poteau de 40x40 cm. Représentez la nappe d'armatures inférieures sous forme de grille. ### Devoirs 1. **Recherche :** Faites une recherche sur l'importance de l'étude de sol avant de concevoir des fondations. Quel est l'impact d'un sol argileux ou sableux sur le dimensionnement des semelles ? 2. **Dessin détaillé :** Choisissez un des exemples vus en classe (semelle filante ou isolée) et réalisez un dessin technique complet incluant : * Une vue en plan et une vue en coupe (à l'échelle de votre choix, par exemple 1:20 ou 1:50). * Toutes les cotes nécessaires. * La représentation des armatures avec des symboles clairs et une légende sommaire. * Les hachures appropriées. 3. **Comparaison :** Expliquez, avec l'aide de croquis, les différences fondamentales dans la conception et la représentation graphique entre une semelle filante et une semelle isolée. ### Résumé Les semelles sont des éléments essentiels des fondations, garantissant la stabilité et la durabilité des constructions en reprenant et en répartissant les charges sur le sol. Nous avons exploré les semelles filantes (pour les murs) et les semelles isolées (pour les poteaux), toutes deux réalisées en béton armé. La maîtrise de leur représentation graphique en plan et en coupe, avec l'utilisation de cotes précises, de hachures et de symboles d'armatures, est une compétence fondamentale pour tout dessinateur en bâtiment. Comprendre le rôle et la représentation de ces éléments est la première étape vers la conception de structures solides et sécuritaires. ## Regard ; Fosse ; Puisard ### Introduction Dans le domaine du dessin technique, et plus particulièrement en génie civil et en bâtiment, il est crucial de savoir représenter les constructions enterrées. Ces éléments, bien que non visibles une fois l'ouvrage terminé, jouent un rôle fondamental dans la fonctionnalité et la sécurité d'une structure. Cette leçon explorera le dessin de trois types courants de constructions enterrées : les regards, les fosses et les puisards, en détaillant leurs fonctions, leurs caractéristiques et les conventions de leur représentation graphique. ### Concepts Clés #### Le Regard ##### Définition et Fonction Un regard est une chambre d'accès enterrée, généralement en béton ou en PVC, permettant l'inspection, l'entretien, le nettoyage ou le raccordement de réseaux de canalisations (eaux usées, eaux pluviales, câbles électriques, etc.). Ils sont essentiels pour la maintenance des infrastructures souterraines. ##### Types de Regards * **Regard de visite:** Permet l'accès d'une personne pour l'entretien. Ses dimensions sont suffisamment importantes pour le passage d'un technicien. * **Regard de branchement:** Sert à raccorder une propriété ou un bâtiment au réseau principal de canalisations. * **Regard de chute:** Utilisé lorsque deux canalisations doivent être raccordées avec une différence de niveau importante, afin de dissiper l'énergie de l'eau et d'éviter l'érosion. * **Regard siphoïde:** Équipé d'un siphon pour empêcher la remontée des odeurs nauséabondes provenant du réseau d'assainissement. ##### Conventions de Dessin du Regard * **Plan:** Représenté par un carré, un rectangle ou un cercle (selon sa forme) avec des symboles spécifiques pour les entrées et sorties de canalisations. On y indique les diamètres des tuyaux et les fils d'eau. * **Coupe:** Montre la structure interne du regard, sa profondeur, la nature des matériaux (parois en béton, radier), la dalle de recouvrement et le tampon (couvercle) en surface. Les niveaux de fil d'eau sont cruciaux. #### La Fosse ##### Définition et Fonction Une fosse est une excavation ou un réservoir enterré servant à collecter, stocker ou traiter des liquides. Elles ont des usages variés selon leur type. ##### Types de Fosses * **Fosse septique (ou fosse toutes eaux):** Il s'agit d'un dispositif d'assainissement non collectif des eaux usées domestiques. Elle permet une première liquéfaction et rétention des matières solides avant un traitement complémentaire (par exemple, par épandage). * **Fosse de récupération (par exemple, d'eau de pluie):** Réservoir destiné à stocker l'eau de pluie collectée sur les toitures pour un usage ultérieur (arrosage, chasse d'eau, etc.). * **Fosse de rétention:** Utilisée pour retenir temporairement les eaux pluviales lors de fortes intempéries afin de réguler leur débit vers le réseau public et éviter les inondations. ##### Conventions de Dessin de la Fosse * **Plan:** Représenté par un contour rectangulaire ou circulaire avec des indications de raccordement, de ventilation, et de dispositifs internes (cloisons, filtres). * **Coupe:** Détailler la structure (parois, fond, couvercle), les volumes, les compartiments (pour une fosse septique), les filtres, les entrées et sorties, ainsi que les différents niveaux d'eau et de boues. #### Le Puisard ##### Définition et Fonction Un puisard est un puits creusé dans le sol, souvent rempli de matériaux drainants (graviers, galets), destiné à infiltrer les eaux pluviales (ou d'autres eaux claires non polluées) directement dans le sous-sol. Il permet de gérer les eaux de ruissellement et d'éviter l'engorgement des réseaux publics ou les stagnations d'eau en surface. ##### Types de Puisards * **Puisard simple:** Une excavation remplie de matériaux filtrants grossiers. Généralement recouvert d'une couche de terre végétal pour l'esthétique. * **Puisard préfabriqué:** Constitué d'anneaux en béton perforés empilés, facilitant l'infiltration tout en assurant une meilleure stabilité structurelle. ##### Conventions de Dessin du Puisard * **Plan:** Généralement un cercle ou un carré hachuré pour indiquer le remplissage drainant. On peut y indiquer les arrivées de canalisations d'eaux pluviales. * **Coupe:** Montre la profondeur du puisard, les différentes couches de matériaux de remplissage (graviers, sable, géotextile), l'arrivée des eaux, et parfois le niveau de la nappe phréatique si pertinent. #### Principes Généraux de Dessin des Constructions Enterrées * **Clarté et Précision:** Toujours utiliser des échelles appropriées et des traits distincts pour chaque élément. La lisibilité est primordiale. * **Représentation en Plan et en Coupe:** Ces deux vues sont indispensables. Le plan indique la position horizontale et les connexions, la coupe révèle la structure verticale et les niveaux. * **Cotation:** Indiquer toutes les dimensions (longueur, largeur, profondeur, diamètres) et les niveaux (altitudes) par rapport à un point de référence (par exemple, le niveau du sol fini - NF). * **Légende et Symboles:** Utiliser des symboles normalisés pour les matériaux (béton, terre), les canalisations, les regards, les vannes, etc. Une légende doit accompagner le dessin. * **Hachures:** Les hachures normalisées sont utilisées pour représenter les matériaux en coupe (ex: béton hachures croisées, terre hachures inclinées). * **Indications de Pente:** Pour les canalisations et les fonds de regards, les pentes doivent être clairement indiquées pour assurer l'écoulement des fluides. ### Vocabulaire * **Radier:** Le fond d'un regard ou d'une fosse, souvent en béton, qui assure l'étanchéité et la stabilité de la structure. * **Tampon:** Le couvercle amovible d'un regard, généralement en fonte, en béton armé ou en matière composite, permettant l'accès pour l'inspection et l'entretien. * **Fil d'eau (FE):** Le niveau bas intérieur d'une canalisation ou d'un regard, là où l'eau s'écoule. C'est un point de référence crucial pour la détermination des pentes et des profondeurs d'enfouissement. * **Assainissement:** L'ensemble des techniques et des ouvrages visant à collecter, traiter et évacuer les eaux usées et les eaux pluviales, en vue de protéger la santé publique et l'environnement. * **Nappe phréatique:** Une réserve d'eau souterraine contenue dans les pores du sol. Sa présence et sa profondeur influencent la conception et l'installation des ouvrages enterrés. * **Infiltration:** Le processus par lequel l'eau pénètre et se diffuse dans le sol. * **Terrassement:** L'ensemble des travaux de modification du relief d'un terrain, incluant les excavations (creusement de fosses, de tranchées) et les remblais (comblement). ### Exemples #### Exemple pratique : Dessin d'un regard de visite standard Imaginez un regard carré de 80x80 cm à l'intérieur, avec une profondeur totale de 1,50 m. Il reçoit une canalisation des eaux usées de diamètre \( ext{Ø}160 \) mm à l'est et en rejette une autre de même diamètre à l'ouest. Le fil d'eau (FE) d'arrivée est à \(-1,40 \) m par rapport au sol fini (NF). * **En Plan (Échelle 1:50):** Dessinez un carré de 1,6 cm x 1,6 cm (représentant 80x80 cm). Représentez les deux canalisations (entrante et sortante) avec leurs symboles. Indiquez le sens d'écoulement et la cote du fil d'eau pour l'entrée et la sortie. N'oubliez pas le tampon en surface. * **En Coupe (Échelle 1:50):** Dessinez le profil vertical du regard. Représentez le radier en béton au fond, les parois verticales en béton, la dalle de couverture et le tampon. Placez la canalisation d'arrivée au niveau du fil d'eau spécifié (\(-1,40 \) m) et celle de sortie légèrement plus bas pour assurer une pente. Hachurez le béton et la terre environnante. #### Exemple pratique : Schéma d'une fosse septique en coupe Un dessin en coupe d'une fosse septique montrerait plusieurs compartiments : un compartiment primaire de décantation où les matières lourdes se déposent et les graisses flottent, et un compartiment secondaire où se poursuit la liquéfaction. On y verrait les tuyaux d'entrée des eaux usées et de sortie vers un dispositif d'épandage, ainsi que les conduits de ventilation. Les niveaux d'eau, de boues et d'écumes seraient clairement indiqués, ainsi que la hauteur du remblai au-dessus de la fosse. ### Exercices 1. Décrivez en vos propres mots la différence fonctionnelle principale entre un regard et un puisard. Quand utiliseriez-vous l'un plutôt que l'autre ? 2. Pourquoi est-il crucial d'indiquer le 'fil d'eau' (FE) lors du dessin d'un regard ou d'une fosse ? Quels problèmes pourraient survenir si cette information est omise ou erronée ? 3. Quelles sont les informations essentielles à représenter sur une coupe de fosse septique pour qu'elle soit compréhensible par un professionnel de l'assainissement ? 4. Dessinez à main levée le plan simplifié d'un regard de branchement, montrant une entrée et une sortie de canalisation de diamètres différents (par exemple, \( ext{Ø}100 \) mm et \( ext{Ø}125 \) mm). ### Devoirs 1. Recherchez des normes de dessin technique (par exemple, NF P02-001) concernant la représentation des ouvrages enterrés. À partir de ces normes, dessinez le plan et la coupe d'un puisard préfabriqué en béton, en respectant une échelle de 1:20. Indiquez toutes les cotes nécessaires, les matériaux et le niveau du sol fini. 2. Imaginez une situation où l'eau de pluie d'une toiture de 100 \( m^2 \) doit être collectée et infiltrée dans le sol. Dessinez le schéma (plan et coupe) du dispositif que vous proposeriez, intégrant une canalisation de collecte (avec sa pente) et un puisard. Justifiez le choix des dimensions de votre puisard et n'oubliez pas les indications de pentes et de niveaux. 3. Comparez et contrastez les besoins en ventilation pour une fosse septique et un regard de visite. Expliquez pourquoi ils sont différents et comment ces exigences sont prises en compte dans le dessin. ### Résumé Cette leçon a permis d'explorer le dessin de trois types fondamentaux de constructions enterrées : les regards, les fosses et les puisards. Nous avons appris que les **regards** sont des points d'accès pour l'entretien des réseaux, les **fosses** sont des réservoirs pour la collecte ou le traitement des liquides (comme les eaux usées ou pluviales), et les **puisards** servent à l'infiltration des eaux dans le sol. La maîtrise de leur représentation en plan et en coupe, avec des cotations précises, des niveaux de référence et l'utilisation de symboles normalisés, est indispensable pour tout dessinateur technique en bâtiment et génie civil. Ces compétences garantissent une communication claire et exacte des projets, essentielle à leur bonne réalisation.