موضوع امتحان كتابي · ONEE Branche Eau — Ingénieurs, génie civil · 2023
موضوع حقيقي منقول حرفياً من النسخة المنشورة؛ بدون تصحيح رسمي.
Copie publiée par wadifa-info.com (modèle n°500). Concours d'un opérateur dont les SRM reprennent les métiers (distribution d'eau, d'électricité et assainissement) : aucun sujet d'ingénieur SRM n'est encore publié. Questions générales, dissertation et 3 problèmes ; figures décrites en texte.
Concours ONEE — Branche eau : ingénieurs génie civil — 2023(Mention manuscrite en tête de la copie publiée.)
1- Quels sont les intervenants dans un projet de construction ?
2- Citer deux caractéristiques mécaniques principales du béton.
3- Citez trois types de fondations.
4- À quoi sert une étude géotechnique dans les projets de génie civil.
5- Citer les types de pannes métalliques.
La mise en œuvre d'un chantier passe par plusieurs étapes avec plusieurs intervenants dans l'exécution d'un ouvrage de génie civil.
Décrire, en quelques lignes, les tâches qu'un ingénieur génie civil peut assurer sur un chantier de construction.
Un barrage en béton retient de l'eau sur une hauteur de 6 m (figure ci-dessous).Le poids volumique du béton est de 24 kN/m³.Le sol des fondations est imperméable.Le coefficient de frottement entre la base du barrage et le sol des fondations vaut 0,48.
Figure (décrite) : barrage-poids de section trapézoïdale, hauteur 7 m, largeur en crête 2 m, base 4 m (cotes 2 m + 2 m) ; parement amont vertical côté eau ; eau sur 6 m de hauteur ; le barrage repose sur un substratum imperméable.
1) Déterminer l'action de l'eau sur le barrage (effort et point d'application).2) Déterminer l'action du barrage sur le sol de fondation.3) Déterminez le coefficient de sécurité d'anti-glissement.4) Déterminez le coefficient de sécurité d'anti-basculement (contre le renversement).5) Déterminez la réaction à la base du barrage et son point d'application.
Ci-dessous un diagramme d'effort tranchant pour une poutre sur deux appuis. Les efforts normaux valent 0 kN entre A et B, et 10 kN à droite de B (compression).
Figure (décrite) : poutre de 1 m environ, appui A à gauche, appui B vers la droite avec console au-delà de B. Valeurs lues sur le diagramme d'effort tranchant : 4,286 kN ; 1,286 kN ; 4,714 kN ; 2,714 kN ; 0 kN ; 10 kN (les positions exactes figurent sur le schéma de la copie source).
1. Sur base du diagramme d'effort tranchant et des efforts normaux, trouver les réactions d'appuis de la structure (VA, VB et HB).2. Trouver et dessiner les charges qu'il faut appliquer sur la structure pour obtenir ce diagramme d'effort tranchant et les valeurs de l'effort normal données. (Attention au sens des charges.)3. Dessiner l'allure des moments fléchissants.4. Calculer et positionner le moment de flexion maximal dans la poutre.
Soit un massif de sol infini de perméabilité k, d'épaisseur verticale constante h, incliné de β sur l'horizontale reposant sur un substratum imperméable. Le sol est soumis à un écoulement parallèle à la pente β, la surface libre coïncide avec la surface du sol.
Figure (décrite) : couche de sol inclinée d'épaisseur h entre les points A (bas) et B (haut), point M à l'intérieur de la couche, substratum imperméable en dessous.
1. Tracer les lignes de courant et les équipotentielles.2. Calculer le gradient hydraulique i.3. Calculer la pression interstitielle au point M.4. Calculer le débit, par mètre de massif de sol.
AN : β = 26° ; h = 0,5 m ; k = 3.10⁻⁵ m/s
ليس تصحيحاً رسمياً: حرره مشرفو KounKour.
1- Intervenants d'un projet de construction : le maître d'ouvrage (client, qui finance) ; le maître d'œuvre (architecte et bureau d'études, qui conçoit et suit les travaux) ; les entreprises de travaux et sous-traitants ; le bureau de contrôle technique ; le laboratoire (essais géotechniques et matériaux) ; le topographe ; le coordinateur sécurité ; l'administration (autorisations) ; les concessionnaires de réseaux.2- Caractéristiques mécaniques du béton : la résistance caractéristique à la compression à 28 jours (fc28, par exemple 25 MPa) et la résistance à la traction (ft28 ≈ 0,6 + 0,06 fc28, environ 10 fois plus faible). Le module d'élasticité est aussi accepté.3- Types de fondations : superficielles (semelles isolées, semelles filantes, radier général), semi-profondes (puits) et profondes (pieux, micropieux, barrettes).4- L'étude géotechnique permet de connaître la nature et les caractéristiques du sol (stratigraphie, portance, compressibilité, nappe, agressivité). On en déduit le type et le niveau de fondation, la contrainte admissible et les tassements, la stabilité des talus et des fouilles, et les précautions vis-à-vis de l'eau. Elle limite les risques et les surcoûts.5- Types de pannes métalliques : pannes en profilés laminés (IPE, UPN), pannes en profilés formés à froid (Z et C, ou Sigma), pannes treillis, pannes isostatiques (sur deux appuis) ou continues (éclissées), pannes faîtières et sablières.
Sur un chantier, l'ingénieur génie civil :- prépare le chantier : étude des plans et du dossier d'exécution, installation de chantier, planning (Gantt, chemin critique), méthodes d'exécution, commandes de matériaux et de matériel ;- organise et encadre les équipes et les sous-traitants, et coordonne avec le maître d'œuvre et le bureau de contrôle ;- contrôle la qualité : implantation, réception des fonds de fouille et des ferraillages avant coulage, essais sur béton (slump, éprouvettes), respect des plans et des normes ;- suit les délais et les coûts : avancement, attachements et métrés, situations de travaux, gestion des aléas ;- veille à la sécurité et à l'environnement : port des EPI, plan de prévention, gestion des déchets ;- assure le reporting : rapports, réunions de chantier, procès-verbaux ; il prépare la réception des ouvrages et la levée des réserves.
Géométrie : parement amont vertical, crête de 2 m, base de 4 m, hauteur de 7 m. On place l'origine au talon amont.1) Poussée de l'eau : F = ½ · γw · h² = 0,5 × 9,81 × 6² ≈ 176,6 kN/m (180 kN/m avec γw = 10 kN/m³). Elle est horizontale, dirigée vers l'aval, et s'applique à h/3 = 2 m au-dessus de la base.2) Poids du barrage (pas de sous-pression, car le sol est imperméable) :rectangle 2 × 7 = 14 m² : W1 = 14 × 24 = 336 kN, à x = 1 m ;triangle ½ × 2 × 7 = 7 m² : W2 = 168 kN, à x = 2 + 2/3 = 2,67 m.W = 504 kN, centre de gravité à x = 1,56 m.Action du barrage sur le sol : composante verticale N = 504 kN et composante horizontale T = 176,6 kN (transmise par frottement).3) Glissement : Fg = f · N/T = 0,48 × 504/176,6 ≈ 1,37 (1,34 avec γw = 10). C'est supérieur à 1, mais faible au regard des valeurs usuelles exigées (≈ 1,5).4) Renversement autour du pied aval (x = 4 m) :moment stabilisant Ms = 336 × 3 + 168 × 1,33 = 1 232 kN·m ;moment renversant Mr = 176,6 × 2 = 353,2 kN·m.Fr = Ms/Mr ≈ 3,49 (3,42 avec γw = 10). Le barrage est stable au renversement.5) Réaction du sol : elle équilibre W et F, soit R = √(504² + 176,6²) ≈ 534 kN, inclinée sur la verticale (composantes 504 kN vers le haut et 176,6 kN vers l'amont).Point d'application : distance au pied aval d = (Ms − Mr)/N = (1 232 − 353,2)/504 ≈ 1,74 m, soit x ≈ 2,26 m du talon amont. Excentricité e = 2,26 − 2 = 0,26 m < B/6 = 0,67 m : la résultante est dans le tiers central et toute la base reste comprimée.Contraintes au sol : σ = (N/B)(1 ± 6e/B) = 126 × (1 ± 0,38), soit ≈ 174 kPa au pied aval et ≈ 78 kPa au talon amont.
Les positions exactes des charges ne sont lisibles que sur la figure de la copie : le corrigé donne la lecture des valeurs et la méthode, à confirmer sur le schéma.1. Réactions : le saut de l'effort tranchant à l'appui A donne VA = 4,286 kN. Le saut en B (de −4,714 à +2,714 kN) donne VB = 4,714 + 2,714 = 7,428 kN. L'effort normal nul entre A et B puis de 10 kN de compression à droite de B indique une force horizontale de 10 kN appliquée sur la console, reprise par l'appui B : HB = 10 kN.2. Charges : chaque saut vers le bas de l'effort tranchant correspond à une charge concentrée descendante égale au saut (par exemple 4,286 − 1,286 = 3 kN, puis 1,286 − (−4,714) = 6 kN), et une pente constante à une charge répartie. En bout de console, une charge de 2,714 kN ramène l'effort tranchant à 0. Contrôle : VA + VB = 4,286 + 7,428 = 11,714 kN = 3 + 6 + 2,714 kN.3. Moments : le moment est nul en A et en bout de console. Il croît tant que l'effort tranchant est positif, passe par un maximum là où l'effort tranchant change de signe (passage de +1,286 à −4,714 kN), puis devient négatif sur l'appui B (moment de la console, −2,714 × longueur de la console).4. Moment maximal : M max = aire du diagramme d'effort tranchant de A jusqu'au point où il change de signe, soit 4,286 × a + 1,286 × (b − a), où a et b sont les positions des deux charges concentrées lues sur la figure.
1. Les lignes de courant sont parallèles à la pente (et au substratum imperméable). Les équipotentielles leur sont perpendiculaires : ce sont des droites orthogonales à la pente.2. Le long d'une ligne de courant, la charge baisse comme l'altitude : sur une longueur ds, dh = ds · sin β, d'où i = sin β = sin 26° ≈ 0,438.3. Pression interstitielle au point M, situé à la profondeur verticale z sous la surface : la surface libre est une ligne de courant à pression nulle, et l'équipotentielle passant par M remonte perpendiculairement à la pente jusqu'à la surface. On obtient u = γw · z · cos²β. À la base de la couche (z = h = 0,5 m) : u = 10 × 0,5 × cos²26° ≈ 4,0 kPa.4. Débit par mètre de largeur : la section d'écoulement perpendiculaire à la pente a une épaisseur h · cos β. q = k · i · h · cos β = 3·10⁻⁵ × sin 26° × 0,5 × cos 26° ≈ 5,9·10⁻⁶ m³/s/m (≈ 0,51 m³/jour par mètre).
Corrigé proposé par l'équipe KounKour (administrateurs de la plateforme). Ce n'est pas un corrigé officiel : les points que la copie publiée ne permet pas de trancher sont signalés comme tels.