Détails du sujet
Étude du degré de fiabilité des calculs manuels des structures métalliques. Application sur un hangar à l'hôpital général de la référence de Bunia.
Résumé
Auteur : NGADJOLE MUGARWA
Niveau: TECH2
Département: Genie civil
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-10-08 05:30:37
Mots clés
Fiabilité, Hangar, métalliques.
Intérêt
Le choix de ce sujet est particulièrement pertinent et présente plusieurs intérêts majeurs.
Intérêt scientifique et technique
Comparaison des méthodes : Le sujet permet de réaliser une étude comparative rigoureuse entre deux approches de calcul fondamentalement différentes : les méthodes manuelles traditionnelles et les logiciels modernes basés sur la méthode des éléments finis (MEF). Cette confrontation met en évidence les forces et les faiblesses de chaque méthode, notamment en termes de précision, de rapidité et de capacité à gérer des géométries complexes.
Compréhension des limites : Les calculs manuels sont souvent basés sur des hypothèses simplificatrices (poutres articulées, charges statiques, etc.). L'étude permet de quantifier l'impact de ces hypothèses sur les résultats finaux (déplacements, contraintes, coefficients de sécurité) et d'identifier les cas où ces simplifications sont acceptables ou, au contraire, dangereuses.
Validité des résultats logiciels : Bien que les logiciels soient puissants, ils ne sont pas infaillibles. L'ingénieur doit être capable de valider les résultats des logiciels par des calculs d'ordre de grandeur manuels. Cette étude illustre l'importance de cette compétence critique pour éviter les erreurs de modélisation ou d'entrée de données
Intérêt pratique et professionnel :
Sécurité des occupants : La construction d'un hangar à l'hôpital général ajoute une dimension critique au projet. La fiabilité de la structure est directement liée à la sécurité des patients, du personnel et du matériel. Une défaillance de la structure aurait des conséquences inacceptables. L'étude montre que pour des projets de cette importance, la fiabilité du calcul ne peut pas être laissée au hasard.
Conformité aux normes : Les calculs manuels peuvent être suffisants pour des projets simples, mais les normes de construction modernes (comme les Eurocodes) exigent souvent une analyse plus détaillée des sollicitations (vent, séisme, fatigue) et des instabilités (flambement, déversement) qui sont complexes à évaluer manuellement. Cette étude éclaire sur la nécessité de l'usage des logiciels pour garantir la conformité aux règlements en vigueur.
Économie et optimisation : Les calculs manuels tendent à être plus conservateurs soit un surdimensionnement pour compenser les incertitudes. Les logiciels, en modélisant plus finement la structure, permettent une optimisation des sections des profilés, réduisant ainsi la quantité d'acier nécessaire et par conséquent le coût global du projet.
Problématique
L'étude de la fiabilité étant une discipline scientifique et technique qui se concentre sur l'analyse, la prédiction et l'évaluation de la capacité d'un système ou d'un composant à fonctionner sans défaillance est un aspect non négligeable pour opérer du système à utiliser.
Ainsi l'étude de degré de la fiabilité des calculs manuels des structures métalliques est une thématique cruciale dans le domaine du génie civil. Bien que les logiciels de calcul de structures soient largement répandus aujourd'hui, la capacité à réaliser des calculs manuels reste une compétence fondamentale pour les ingénieurs. Cette étude vise à évaluer dans quelle mesure les calculs manuels sont fiables, en se basant sur une application concrète : la conception d'un hangar pour l'hôpital général de référence de Bunia.
Créé en 1973, L'Hôpital Général de Référence de Bunia est une structure de santé publique située en République Démocratique du Congo, dans la province de l'Ituri en ville de Bunia. Il offre un paquet complet de soins hospitaliers. Il a notamment une capacité d'accueil pour les blessés de guerre et les déplacés, et a vu sa capacité dépasser les 231 patients suite aux conflits dans la région. Cependant cette structure sanitaire manque une gamme d’équipement lié aux infrastructures sanitaire dont un hangar d’entreposages des gros équipements de l’hopital.
Un hangar est une grande structure couverte, généralement un bâtiment de plaine, utilisée pour le stockage ou comme atelier. Les hangars sont souvent des structures simples, construites à partir de matériaux bon marché et avec une hauteur de plafond élevée pour accueillir de grands véhicules ou équipements. Ils peuvent être en tôle, en bois, en acier, ou même en tissu.
La dépendance croissante aux outils informatiques peut masquer les erreurs de modélisation ou d'interprétation des résultats, si l'ingénieur n'a pas une compréhension approfondie des principes de base. Le calcul manuel, en obligeant à détailler chaque étape, permet de vérifier la cohérence globale des résultats et de détecter les erreurs grossières que les logiciels pourraient omettre Cependant, la complexité des calculs, surtout pour des structures hyperstatiques, et la multiplicité des normes (Eurocodes, normes américaines, etc.) peuvent introduire des erreurs de calcul ou des omissions.
La problématique centrale de cette étude est de déterminer si à quel point les calculs manuels peuvent être considérés comme une méthode fiable pour la conception de structures métalliques dans le contexte actuel de prédominance des logiciels de calcul.
Les logiciels de calcul de structures offrent une rapidité et une précision inégalées pour les structures complexes. Cependant, l'automatisation du processus de conception peut induire une dépendance et une perte de la compréhension des principes fondamentaux de la mécanique des structures. L'ingénieur, en s'appuyant uniquement sur les résultats d'un logiciel, pourrait ne pas détecter des erreurs de modélisation ou des résultats aberrants, ce qui peut compromettre la sécurité et la stabilité de l'ouvrage.
Les questions qui animent cette recherche sont :
Dans quelle mesure la précision des calculs manuels se rapproche-t-elle de celle des calculs informatisés pour une structure simple comme un hangar ?
Les simplifications et les hypothèses couramment utilisées dans les calculs manuels ont-elles un impact sur la sécurité de la structure ?
Le calcul manuel peut-il servir de méthode de vérification pour les résultats des logiciels, renforçant ainsi la fiabilité globale du processus de conception ? Plan provisoire
Hormis l′introduction, la conclusion et quelques suggestions, le présent travail est subdivisé en trois chapitres dont : le premier traite de revue de la littérature, le deuxième décrit le milieu, les matériels et les méthodes et le dernier présente les résultats.
Hypothèses
Le présent travail se fonde sur l’hypothèse selon laquelle le calcul manuel serait peut fiable et la dépendance croissante aux outils informatiques pourrait masquer les erreurs de modélisation ou d'interprétation des résultats. Le calcul manuel et le calcul informatisé des structures se situeraient au même niveau fondamental de l’ingénierie structurelle La différence résiderait dans la méthode, le calcul manuel étant artisanal, tandis que le calcul informatisé utilise des logiciels sophistiqués. Le premier est plus lent et basé sur des formules, tandis que le second est plus rapide et permet de traiter des structures complexes. Les simplifications et les hypothèses utilisées pour les calculs manuels auraient un impact direct sur la sécurité d'une structure. Elles peuvent entraîner des erreurs si elles sont mal appliquées, ce qui compromet la capacité de la structure à résister aux charges et aux contraintes. Le calcul manuel peut absolument servir de méthode de vérification pour les résultats d'un logiciel. C'est une pratique courante et essentielle dans de nombreux domaines, en particulier en ingénierie. Méthodes
La méthodologie de récolte des données s'appuie sur une approche comparative et analytique afin d'évaluer la précision et la fiabilité des calculs manuels par rapport à des méthodes de calcul modernes et éprouvées. Bibliographie
1. CALGARO J., 2002, Fiabilité et ouvrages de génie civil.
2. BROZZETTI J., 1993, Calcul des structures en acier : Eurocode 3.
3. LAHLOU D., 2010, Calcul pratique des éléments de constructions métalliques selon les Eurocodes .
4. CHEKROUM A., 2005, Contribution à l'étude du comportement et de la fiabilité des structures en acier soumises aux charges statiques et aux charges de fatigue.
5. MUZEAUJ.P., 2022, Ouvrages généraux sur la construction métallique et industrielle.
6. TRAVARD B., 1980, Bâtiments industriels-conception et réalisation.
7. SESHAYES C. et PIERRON F., 2012, Tout sur la construction des hangars agricoles.
8. MUZEAU J.P. et LESCOUARC'H Y., 2022: Guide de la construction métallique.
9. MUZEAU J.P , 2022, Construction métallique - conception et dimensionnement des bâtiments et ouvrages.
Directeur & Encadreur
Directeur: ALINABIWE NYAMUHANGA Ally
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON
Étude du degré de fiabilité des calculs manuels des structures métalliques. Application sur un hangar à l'hôpital général de la référence de Bunia.
Résumé
Auteur : NGADJOLE MUGARWA
Niveau: TECH2
Département: Genie civil
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-10-08 05:30:37
Mots clés
Fiabilité, Hangar, métalliques.Intérêt
Le choix de ce sujet est particulièrement pertinent et présente plusieurs intérêts majeurs.Intérêt scientifique et technique
Comparaison des méthodes : Le sujet permet de réaliser une étude comparative rigoureuse entre deux approches de calcul fondamentalement différentes : les méthodes manuelles traditionnelles et les logiciels modernes basés sur la méthode des éléments finis (MEF). Cette confrontation met en évidence les forces et les faiblesses de chaque méthode, notamment en termes de précision, de rapidité et de capacité à gérer des géométries complexes.
Compréhension des limites : Les calculs manuels sont souvent basés sur des hypothèses simplificatrices (poutres articulées, charges statiques, etc.). L'étude permet de quantifier l'impact de ces hypothèses sur les résultats finaux (déplacements, contraintes, coefficients de sécurité) et d'identifier les cas où ces simplifications sont acceptables ou, au contraire, dangereuses.
Validité des résultats logiciels : Bien que les logiciels soient puissants, ils ne sont pas infaillibles. L'ingénieur doit être capable de valider les résultats des logiciels par des calculs d'ordre de grandeur manuels. Cette étude illustre l'importance de cette compétence critique pour éviter les erreurs de modélisation ou d'entrée de données
Intérêt pratique et professionnel :
Sécurité des occupants : La construction d'un hangar à l'hôpital général ajoute une dimension critique au projet. La fiabilité de la structure est directement liée à la sécurité des patients, du personnel et du matériel. Une défaillance de la structure aurait des conséquences inacceptables. L'étude montre que pour des projets de cette importance, la fiabilité du calcul ne peut pas être laissée au hasard.
Conformité aux normes : Les calculs manuels peuvent être suffisants pour des projets simples, mais les normes de construction modernes (comme les Eurocodes) exigent souvent une analyse plus détaillée des sollicitations (vent, séisme, fatigue) et des instabilités (flambement, déversement) qui sont complexes à évaluer manuellement. Cette étude éclaire sur la nécessité de l'usage des logiciels pour garantir la conformité aux règlements en vigueur.
Économie et optimisation : Les calculs manuels tendent à être plus conservateurs soit un surdimensionnement pour compenser les incertitudes. Les logiciels, en modélisant plus finement la structure, permettent une optimisation des sections des profilés, réduisant ainsi la quantité d'acier nécessaire et par conséquent le coût global du projet.
Problématique
L'étude de la fiabilité étant une discipline scientifique et technique qui se concentre sur l'analyse, la prédiction et l'évaluation de la capacité d'un système ou d'un composant à fonctionner sans défaillance est un aspect non négligeable pour opérer du système à utiliser.Ainsi l'étude de degré de la fiabilité des calculs manuels des structures métalliques est une thématique cruciale dans le domaine du génie civil. Bien que les logiciels de calcul de structures soient largement répandus aujourd'hui, la capacité à réaliser des calculs manuels reste une compétence fondamentale pour les ingénieurs. Cette étude vise à évaluer dans quelle mesure les calculs manuels sont fiables, en se basant sur une application concrète : la conception d'un hangar pour l'hôpital général de référence de Bunia.
Créé en 1973, L'Hôpital Général de Référence de Bunia est une structure de santé publique située en République Démocratique du Congo, dans la province de l'Ituri en ville de Bunia. Il offre un paquet complet de soins hospitaliers. Il a notamment une capacité d'accueil pour les blessés de guerre et les déplacés, et a vu sa capacité dépasser les 231 patients suite aux conflits dans la région. Cependant cette structure sanitaire manque une gamme d’équipement lié aux infrastructures sanitaire dont un hangar d’entreposages des gros équipements de l’hopital.
Un hangar est une grande structure couverte, généralement un bâtiment de plaine, utilisée pour le stockage ou comme atelier. Les hangars sont souvent des structures simples, construites à partir de matériaux bon marché et avec une hauteur de plafond élevée pour accueillir de grands véhicules ou équipements. Ils peuvent être en tôle, en bois, en acier, ou même en tissu.
La dépendance croissante aux outils informatiques peut masquer les erreurs de modélisation ou d'interprétation des résultats, si l'ingénieur n'a pas une compréhension approfondie des principes de base. Le calcul manuel, en obligeant à détailler chaque étape, permet de vérifier la cohérence globale des résultats et de détecter les erreurs grossières que les logiciels pourraient omettre Cependant, la complexité des calculs, surtout pour des structures hyperstatiques, et la multiplicité des normes (Eurocodes, normes américaines, etc.) peuvent introduire des erreurs de calcul ou des omissions.
La problématique centrale de cette étude est de déterminer si à quel point les calculs manuels peuvent être considérés comme une méthode fiable pour la conception de structures métalliques dans le contexte actuel de prédominance des logiciels de calcul.
Les logiciels de calcul de structures offrent une rapidité et une précision inégalées pour les structures complexes. Cependant, l'automatisation du processus de conception peut induire une dépendance et une perte de la compréhension des principes fondamentaux de la mécanique des structures. L'ingénieur, en s'appuyant uniquement sur les résultats d'un logiciel, pourrait ne pas détecter des erreurs de modélisation ou des résultats aberrants, ce qui peut compromettre la sécurité et la stabilité de l'ouvrage.
Les questions qui animent cette recherche sont :
Dans quelle mesure la précision des calculs manuels se rapproche-t-elle de celle des calculs informatisés pour une structure simple comme un hangar ?
Les simplifications et les hypothèses couramment utilisées dans les calculs manuels ont-elles un impact sur la sécurité de la structure ?
Le calcul manuel peut-il servir de méthode de vérification pour les résultats des logiciels, renforçant ainsi la fiabilité globale du processus de conception ?
Plan provisoire
Hormis l′introduction, la conclusion et quelques suggestions, le présent travail est subdivisé en trois chapitres dont : le premier traite de revue de la littérature, le deuxième décrit le milieu, les matériels et les méthodes et le dernier présente les résultats.Hypothèses
Le présent travail se fonde sur l’hypothèse selon laquelle le calcul manuel serait peut fiable et la dépendance croissante aux outils informatiques pourrait masquer les erreurs de modélisation ou d'interprétation des résultats. Le calcul manuel et le calcul informatisé des structures se situeraient au même niveau fondamental de l’ingénierie structurelle La différence résiderait dans la méthode, le calcul manuel étant artisanal, tandis que le calcul informatisé utilise des logiciels sophistiqués. Le premier est plus lent et basé sur des formules, tandis que le second est plus rapide et permet de traiter des structures complexes. Les simplifications et les hypothèses utilisées pour les calculs manuels auraient un impact direct sur la sécurité d'une structure. Elles peuvent entraîner des erreurs si elles sont mal appliquées, ce qui compromet la capacité de la structure à résister aux charges et aux contraintes. Le calcul manuel peut absolument servir de méthode de vérification pour les résultats d'un logiciel. C'est une pratique courante et essentielle dans de nombreux domaines, en particulier en ingénierie.Méthodes
La méthodologie de récolte des données s'appuie sur une approche comparative et analytique afin d'évaluer la précision et la fiabilité des calculs manuels par rapport à des méthodes de calcul modernes et éprouvées.Bibliographie
1. CALGARO J., 2002, Fiabilité et ouvrages de génie civil.2. BROZZETTI J., 1993, Calcul des structures en acier : Eurocode 3.
3. LAHLOU D., 2010, Calcul pratique des éléments de constructions métalliques selon les Eurocodes .
4. CHEKROUM A., 2005, Contribution à l'étude du comportement et de la fiabilité des structures en acier soumises aux charges statiques et aux charges de fatigue.
5. MUZEAUJ.P., 2022, Ouvrages généraux sur la construction métallique et industrielle.
6. TRAVARD B., 1980, Bâtiments industriels-conception et réalisation.
7. SESHAYES C. et PIERRON F., 2012, Tout sur la construction des hangars agricoles.
8. MUZEAU J.P. et LESCOUARC'H Y., 2022: Guide de la construction métallique.
9. MUZEAU J.P , 2022, Construction métallique - conception et dimensionnement des bâtiments et ouvrages.
Directeur & Encadreur
Directeur: ALINABIWE NYAMUHANGA AllyStatus
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON