Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2 de Henry Thonier

La conception et le calcul des structures de bâtiment occupent une place essentielle dans le domaine du génie civil. Chaque projet de construction nécessite une étude rigoureuse des éléments porteurs afin de garantir la résistance, la stabilité, la sécurité et la durabilité des ouvrages.

Le livre Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2, rédigé par Henry Thonier, constitue une référence technique pour approfondir les méthodes de dimensionnement des structures utilisées dans le bâtiment.

Publié par les Presses de l’École Nationale des Ponts et Chaussées, cet ouvrage s’adresse principalement aux étudiants en génie civil, aux ingénieurs structures, aux techniciens du bâtiment et aux professionnels des bureaux d’études.

Ce deuxième volume traite particulièrement des fondations profondes, des dalles, des poutres et des planchers, en associant les principes théoriques aux méthodes pratiques de calcul.

Dans cet article, découvrez les principales thématiques de l’ouvrage, les notions essentielles du calcul des structures et les compétences techniques nécessaires pour comprendre le dimensionnement des éléments porteurs.

Présentation du livre Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2

Le livre de Henry Thonier appartient à une collection consacrée à l’étude et au dimensionnement des structures de bâtiment.

Il vise à expliquer le comportement mécanique des différents éléments de construction et à présenter des méthodes permettant d’analyser les efforts, les déformations et les conditions de résistance.

L’ouvrage repose notamment sur les méthodes de calcul utilisées à l’époque de sa publication, dont les règles BAEL 91 et BPEL 91, et propose des développements théoriques accompagnés d’applications techniques.

Fiche technique du livre

Caractéristique	Information
Titre	Conception et Calcul des Structures de Bâtiment
Tome	Volume 2
Auteur	Henry Thonier
Éditeur	Presses de l’École Nationale des Ponts et Chaussées
Domaine	Génie civil et calcul des structures
Langue	Français
Principaux sujets	Fondations profondes, dalles, poutres et planchers
Public	Étudiants, ingénieurs et techniciens

Cet ouvrage permet de renforcer les connaissances acquises en résistance des matériaux, mécanique des structures et béton armé.

Pourquoi étudier la conception et le calcul des structures de bâtiment ?

La conception structurale représente une étape fondamentale dans la réalisation d’un ouvrage.

Avant de construire un bâtiment, les ingénieurs doivent déterminer comment les charges seront transmises depuis les planchers jusqu’au sol, en passant par les poutres, les poteaux et les fondations.

Une conception correcte doit répondre à plusieurs objectifs.

Garantir la sécurité des constructions

La sécurité constitue la priorité de toute étude structurale.

Les éléments porteurs doivent être capables de résister aux actions prévues, notamment :

• Les charges permanentes liées au poids propre des structures.
• Les charges d’exploitation dues aux occupants et aux équipements.
• Les actions du vent.
• Les actions sismiques, selon la localisation.
• Les sollicitations thermiques et autres effets environnementaux pertinents.

L’ingénieur doit vérifier que les résistances des matériaux et des sections restent compatibles avec les sollicitations calculées.

Assurer la stabilité de l’ouvrage

La stabilité concerne le comportement global du bâtiment.

Une structure doit conserver son équilibre et résister aux déplacements excessifs, aux instabilités locales et aux risques de rupture.

Cette vérification repose sur l’étude des liaisons, des appuis, de la rigidité et du fonctionnement global des éléments porteurs.

Optimiser les matériaux et les coûts

Une conception efficace ne consiste pas simplement à augmenter les dimensions des poutres ou des fondations.

L’objectif est de trouver un équilibre entre la résistance, la durabilité, la facilité d’exécution et le coût de construction.

Le calcul des structures permet ainsi d’éviter les surdimensionnements inutiles tout en respectant les exigences de sécurité.

Pour approfondir ces principes, consultez notre article sur le calcul des structures et les efforts mécaniques.

Chapitre 5 : Fondations profondes

Les fondations assurent la transmission des charges du bâtiment vers le terrain.

Lorsque les couches superficielles du sol ne présentent pas les caractéristiques mécaniques nécessaires, le recours aux fondations profondes peut devenir indispensable.

Ce sujet constitue l’une des parties principales du deuxième tome de Henry Thonier.

Les différents types de fondations profondes

Les fondations profondes comprennent notamment les pieux, qui permettent de transmettre les efforts vers des couches de terrain situées à une profondeur importante.

Selon les caractéristiques du projet, plusieurs solutions peuvent être envisagées :

• Pieux forés réalisés directement dans le terrain.
• Pieux préfabriqués battus ou foncés.
• Pieux exécutés par des procédés spécifiques adaptés au sol.
• Groupes de pieux reliés par des semelles ou des massifs de répartition.

Le choix de la solution dépend de la nature du terrain, des charges à transmettre, de l’environnement du chantier et des contraintes d’exécution.

Calcul de la capacité portante des pieux

Le dimensionnement des pieux nécessite une analyse de leur capacité à reprendre les charges verticales et, lorsque nécessaire, les efforts horizontaux.

La résistance géotechnique d’un pieu peut provenir de deux mécanismes principaux :

La résistance de pointe : elle correspond à la réaction mobilisée à la base du pieu.

Le frottement latéral : il représente les efforts transmis entre la surface latérale du pieu et le terrain environnant.

L’analyse doit également prendre en compte les tassements, les interactions entre pieux et les effets éventuels des couches de sol.

Ces calculs nécessitent des résultats d’études géotechniques et une connaissance des paramètres mécaniques du terrain.

Semelles sur pieux

Les semelles sur pieux servent à répartir les efforts provenant des éléments verticaux, comme les poteaux, vers un ou plusieurs pieux.

Leur conception nécessite notamment l’étude des efforts de compression, du cisaillement, de la flexion et des mécanismes de transmission des charges.

Le dimensionnement doit assurer la cohérence entre la structure supérieure, le massif de fondation et le système de pieux.

Chapitre 6 : Calcul et dimensionnement des dalles

Les dalles constituent des éléments horizontaux fondamentaux des bâtiments.

Elles participent à la formation des planchers et assurent la transmission des charges vers les poutres, les murs porteurs ou les poteaux.

Le deuxième tome présente différentes catégories de dalles et leurs méthodes d’analyse.

Dalles en béton armé

Les dalles en béton armé associent deux matériaux complémentaires :

• Le béton, qui résiste efficacement aux efforts de compression.
• L’acier, qui permet principalement de reprendre les efforts de traction.

Cette association offre une solution adaptée à de nombreuses configurations structurales.

Le calcul doit considérer plusieurs paramètres, notamment la portée, les conditions d’appui, les charges appliquées et les propriétés mécaniques des matériaux.

Dalles rectangulaires

Les dalles rectangulaires sont fréquemment rencontrées dans les constructions courantes.

Selon les proportions géométriques et les conditions d’appui, elles peuvent travailler principalement dans une direction ou répartir les efforts dans deux directions.

L’étude des moments fléchissants permet de déterminer la disposition des armatures et de vérifier les sections résistantes.

Dalles circulaires et de formes particulières

Certaines constructions comportent des dalles circulaires ou des éléments présentant des formes géométriques complexes.

Leur analyse demande des modèles adaptés, tenant compte de la géométrie, des conditions aux limites et de la distribution des charges.

Ces structures peuvent nécessiter des méthodes analytiques spécifiques ou une modélisation numérique.

Dalles précontraintes

La précontrainte consiste à introduire des efforts de compression dans un élément en béton afin d’améliorer son comportement sous les charges de service.

Le livre aborde notamment les dalles précontraintes à torons non adhérents.

Cette technique peut permettre de réaliser certaines structures avec des portées importantes, en maîtrisant la fissuration et les déformations.

Son dimensionnement requiert toutefois des vérifications spécifiques liées aux pertes de précontrainte, à la résistance des sections et aux conditions d’ancrage.

Pour compléter vos connaissances, découvrez notre article consacré aux constructions en béton armé et à leurs principes de calcul.

Chapitre 7 : Poutres et planchers

Les poutres et les planchers jouent un rôle essentiel dans la transmission des charges au sein d’une construction.

Les planchers reçoivent les charges d’exploitation et les transmettent à leurs appuis. Les poutres assurent ensuite, selon le système porteur, leur transfert vers les poteaux, les murs ou d’autres éléments structuraux.

Calcul des poutres en flexion

Une poutre soumise à des charges transversales développe principalement des moments fléchissants et des efforts tranchants.

L’ingénieur doit déterminer les sollicitations maximales pour vérifier la résistance de la section.

Dans le cadre d’une poutre élastique homogène étudiée avec les hypothèses classiques de résistance des matériaux, la contrainte normale de flexion peut s’exprimer par :

σ = M × y / I

Avec :

• σ : contrainte normale de flexion.
• M : moment fléchissant.
• y : distance à l’axe neutre.
• I : moment quadratique de la section.

Cette relation constitue une base théorique de l’étude de la flexion. Le dimensionnement réel des poutres en béton armé exige des méthodes adaptées au comportement du béton fissuré et des armatures.

Vérification des déformations

La résistance ne représente pas le seul critère de conception d’une poutre.

Les déformations doivent également rester compatibles avec les exigences d’utilisation du bâtiment.

Une flèche excessive peut provoquer des désordres dans les cloisons, les revêtements ou les éléments non structuraux.

Le contrôle des déformations fait donc partie des vérifications de service indispensables.

Planchers à poutres préfabriquées en béton armé

Les planchers préfabriqués permettent de réduire certaines opérations réalisées directement sur chantier.

Ils peuvent être constitués de poutrelles et d’éléments complémentaires formant un système porteur.

Leur étude doit prendre en compte les conditions de montage, les phases de construction, la répartition des efforts et les caractéristiques des éléments préfabriqués.

Planchers métalliques

Les planchers métalliques utilisent des éléments en acier pour supporter et transmettre les charges.

Ils peuvent être employés dans des bâtiments industriels, commerciaux ou dans certains projets de rénovation.

Le dimensionnement nécessite l’étude de la résistance des sections, des déformations et des assemblages.

Selon leur conception, les planchers peuvent également associer l’acier et le béton pour former des structures mixtes.

Planchers en bois

Les planchers en bois constituent une solution présente dans de nombreuses constructions traditionnelles et contemporaines.

Leur analyse dépend notamment de la nature du matériau, de la portée, des charges et de la configuration des appuis.

Il faut également considérer les effets de l’humidité, les déformations différées et les particularités du comportement mécanique du bois.

Les principales étapes du calcul d’une structure de bâtiment

Pour concevoir correctement un système porteur, l’ingénieur suit une méthodologie progressive.

1. Identifier les charges appliquées

La première étape consiste à recenser les actions permanentes, variables et environnementales susceptibles d’affecter l’ouvrage.

Il faut ensuite établir les combinaisons de charges appropriées.

2. Choisir un modèle structural

Le modèle représente le fonctionnement mécanique de la construction.

Il définit les éléments porteurs, les appuis, les liaisons et les hypothèses retenues pour le calcul.

3. Déterminer les efforts internes

L’analyse structurale permet d’obtenir les principales sollicitations :

• Effort normal.
• Effort tranchant.
• Moment fléchissant.
• Moment de torsion.

Les valeurs obtenues servent ensuite au dimensionnement des différentes sections.

4. Dimensionner les éléments porteurs

Les dimensions et les matériaux sont choisis pour satisfaire les exigences de résistance et de stabilité.

Cette étape peut concerner les poutres, les dalles, les poteaux et les fondations.

5. Vérifier les états limites

Les vérifications portent notamment sur les états limites ultimes et les états limites de service.

Elles visent à prévenir les modes de défaillance et à assurer un fonctionnement acceptable pendant l’utilisation de l’ouvrage.

6. Produire les plans et documents de calcul

Les résultats sont traduits en plans structuraux, détails de ferraillage, notes de calcul et prescriptions techniques destinées à l’exécution.

Pour réviser les bases théoriques, consultez notre cours de résistance des matériaux.

L’importance du béton armé dans le calcul des structures

Le béton armé occupe une position centrale dans de nombreux projets de construction.

Il permet de réaliser des éléments porteurs présentant des formes et des dimensions très variées.

Son comportement repose sur l’interaction entre les propriétés mécaniques du béton et celles des armatures métalliques.

Pour concevoir une structure en béton armé, plusieurs phénomènes doivent être étudiés :

• La résistance à la compression du béton.
• La résistance à la traction des armatures.
• La fissuration des sections.
• Les efforts de cisaillement.
• L’adhérence entre acier et béton.
• Les déformations différées.
• Les conditions de durabilité.

Une bonne compréhension de ces phénomènes contribue à concevoir des structures fiables et adaptées aux contraintes du projet.

Vous pouvez également consulter notre aide-mémoire des ouvrages en béton armé pour approfondir ces notions.

Quelles sont les applications pratiques du livre de Henry Thonier ?

Les connaissances développées dans cet ouvrage peuvent accompagner l’étude de différentes catégories de projets.

Bâtiments résidentiels

Dans les immeubles d’habitation, les calculs structuraux concernent notamment les dalles, les poutres, les fondations et les systèmes porteurs.

Bâtiments industriels

Les constructions industrielles peuvent nécessiter des planchers soumis à des charges importantes et des fondations adaptées aux équipements.

Bâtiments administratifs et commerciaux

Ces ouvrages comportent parfois des espaces ouverts ou des portées importantes nécessitant une conception structurale particulière.

Études de réhabilitation

Lors de travaux de rénovation, la connaissance du comportement des structures permet d’analyser les capacités portantes existantes et d’envisager les renforcements nécessaires.

Dans tous les cas, les modèles de calcul doivent être adaptés à la réalité du projet et aux réglementations applicables.

À qui s’adresse cet ouvrage ?

Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2 peut intéresser plusieurs profils.

Étudiants en génie civil : pour approfondir les notions de mécanique des structures, fondations et béton armé.

Élèves ingénieurs : pour compléter les enseignements théoriques avec des méthodes de dimensionnement et des applications.

Techniciens de bureaux d’études : pour mieux comprendre les principes de calcul des éléments porteurs.

Ingénieurs structures : pour consulter des méthodes de référence et étudier les approches historiques du calcul.

Enseignants et formateurs : pour accompagner les cours consacrés à la construction et aux structures.

Règles de calcul anciennes et normes actuelles

Le livre de Henry Thonier s’inscrit dans le contexte réglementaire de son époque.

Certaines méthodes présentées s’appuient sur les règles BAEL et BPEL, qui appartiennent à des référentiels historiques de calcul.

Pour un projet actuel, les exigences normatives doivent être vérifiées en fonction du pays, de la nature de l’ouvrage et des textes effectivement applicables.

Les Eurocodes constituent notamment un cadre important pour la conception des structures en Europe.

Il est donc recommandé d’utiliser cet ouvrage comme une ressource de formation et de référence technique, sans remplacer les normes en vigueur ni les études spécialisées nécessaires à un projet réel.

Questions fréquentes (FAQ)

Quel est le contenu du Tome 2 de Conception et Calcul des Structures de Bâtiment ?

Le deuxième tome de Henry Thonier est consacré aux fondations profondes, aux dalles, aux poutres et aux planchers. Il présente des méthodes de calcul et des applications liées au dimensionnement des structures.

Qui est l’auteur de Conception et Calcul des Structures de Bâtiment ?

L’auteur est Henry Thonier, ingénieur civil des Ponts et Chaussées et enseignant à l’École Nationale des Ponts et Chaussées.

Ce livre convient-il aux étudiants en génie civil ?

Oui. Il constitue un complément technique pour les étudiants ayant déjà acquis des bases en résistance des matériaux, mécanique des structures et béton armé.

Quelle différence existe-t-il entre les fondations superficielles et profondes ?

Les fondations superficielles transmettent généralement les charges à des couches proches de la surface. Les fondations profondes permettent de mobiliser la résistance de terrains situés plus en profondeur, notamment au moyen de pieux.

Peut-on utiliser les méthodes du livre pour les projets actuels ?

Les principes mécaniques restent utiles pour l’apprentissage. Toutefois, les règles historiques et les formules de dimensionnement doivent être confrontées aux normes et prescriptions actuellement applicables avant toute utilisation professionnelle.

Quelle est l’utilité du calcul des dalles et des poutres ?

Il permet de déterminer les sollicitations, de dimensionner les éléments porteurs et de vérifier leur résistance, leur stabilité et leurs déformations.

Conclusion

Le livre Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2 de Henry Thonier constitue une ressource technique intéressante pour approfondir les connaissances en génie civil et en ingénierie des structures.

Grâce à son étude des fondations profondes, des dalles, des poutres et des planchers, il permet de mieux comprendre les mécanismes de transmission des efforts et les méthodes utilisées pour dimensionner les éléments porteurs.

Cet ouvrage peut ainsi accompagner les étudiants, les techniciens et les ingénieurs dans leur formation et leurs recherches techniques.

Retrouvez également sur Biblitec d’autres cours, ouvrages et ressources consacrés au génie civil, à la résistance des matériaux et au béton armé.

Consulter le document

Conception et Calcul des Structures de Bâtiment – Tome 2 – Henry Thonier

Emplacement réservé au bouton d’accès au document, à renseigner avec un lien autorisé.

⬇ Télécharger le PDF