Cours Construction: Chap.1 Implantation

Chap.1 Implantation

1. Introduction:

L’implantation est l’opération qui consiste à reporter sur le terrain, suivant les indications d’un plan, la position de bâtiments, d’axes ou de points isolés dans un but de construction ou de repérage. La plupart des tracés d’implantation sont constitués de droites, de courbes et de points isolés.

Les instruments utilisés doivent permettre de positionner des alignements ou des points : théodolites, équerres optiques, rubans, niveaux, etc.

L’instrument choisi dépend de la précision cherchée, elle-même fonction du type d’ouvrage à implanter : précision millimétrique pour des fondations spéciales, centimétrique pour des ouvrages courants, décimétriques pour des terrassements, etc.

Pour réaliser une implantation plusieurs documents techniques graphiques ou écrits sont indispensables:
         -Le plan de situation
         -Le plan de masse
         -Le plan d’implantation s’il existe
         -Le devis descriptif
         -Le devis quantitatif

L’implantation se base sur des éléments de base quisont le ou les alignements de référence et le repère de nivellement.
L’alignement de référence peut être:
         -Une route
         -Un édifice existant 

Le repère de nivellement peut être matérialisé par:
         -Le niveau supérieur de la bordure de trottoir
         -Le tampon d’une bouche d’égout

2. Implantations d’alignements:

Un alignement est une droite passant par deux points matérialisés au sol.

2.1 Tracer une perpendiculaire à un alignement existant

On cherche à tracer la perpendiculaire à l’alignement AB passant par C. Pour cela, on utilise les propriétés du triangle isocèle ou du triangle rectangle.

Triangle isocèle:
On choisit deux points D et E situés à une égale distance de part et d’autre de C ; on construit un triangle isocèle DPE. 

Pratiquement, on peut marquer au sol un arc de cercle de centre D et de rayon 15 m et prendre l’intersection avec un arc de cercle de même rayon centré en E.

Triangle rectangle
Les trois côtés a, b et c d’un triangle rectangle vérifient a2 = b2 + c2 (a étant l’hypoténuse).

Cette relation est aussi vérifiée par les nombres suivants: 52 = 42 + 32.
Donc, si l’on positionne un point D sur AB à 3 m de C, un point P de la perpendiculaire sera distant de 4 m de C et de 5 m de D.

2.2 Tracer une parallèle à un alignement existant:
Étant donné un alignement AB, on cherche à construire une parallèle à AB passant par un point C ou à une distance d donnée de AB : le point C est alors positionné sur une perpendiculaire située à une distance d de l’alignement AB.

Tracé de deux perpendiculaires:
L’opérateur construit au moyen d’une des méthodes traitées le point P, pied de la perpendiculaire à AB passant par C, puis la perpendiculaire à CP passant par C : cette dernière est parallèle à AB.

Parallélogramme
Les diagonales d’un parallélogramme se coupent en leur milieu. On peut utiliser ce principe et construire le point D au milieu de l’alignement CA.
On construit ensuite le point E en prolongeant DB (DB =DE). La droite CE est parallèle à AB puisque ABCE est un parallélogramme.

2.3 Tracer d’un alignement sécant à un alignement existant: 

On cherche à implanter l’alignement CD faisant un angle a avec l’alignement AB et situé à une distance h de A.

1 - Si l’on dispose d’un théodolite et que le point S est accessible, on prolonge AB jusqu’à S en reportant SA = h / sina, puis on stationne S et on ouvre de l’angle (400 – a) depuis la direction SA vers SA’
Après avoir construit A’, on contrôlera que AA’ = h.

2 - Si l’on ne dispose que d’un ruban, on  peut procéder comme suit : construire la perpendiculaire à AB issue de A et  implanter E à la distance AE = h / cosα  de A ; mesurer la distance AB = d et  implanter F sur la perpendiculaire à AB  issue de B à la distance BF= AE + d.tanα. On obtient l’alignement EF cherché.

3. Implantations de points

Pour tout chantier, il est indispensable de disposer de points de référence en planimétrie. Ces points permettent l’implantation des travaux et le contrôle de leur avancement. Ils doivent être matérialisés par des bornes ou des repères durables situés à proximité immédiate du chantier, mais hors de l’emprise des travaux.

3.1 Par abscisses et ordonnées:

     • Cette méthode est utilisable si l’on ne dispose que d’un ruban en terrain régulier et à peu près horizontal ou d’une équerre optique en terrain accidenté.

     • À partir d’un alignement de référence AB, on implante un point P à partir de ses coordonnées rectangulaires dans le repère (A, x, y), l’axe des x étant la ligne AB ; on reporte la cote xP sur AB (point H) puis on trace la perpendiculaire à AB passant par H et on y reporte la cote yP.

3.2 Par rayonnement:

      • Ce procédé est adapté aux théodolites. On connaît les coordonnées polaires topographiques d’un point P dans le repère (A, x,y), y étant un alignement AB donné. Les coordonnées polaires topographiques sont, dans l’ordre, la distance horizontale Dh = AP et l’angle α = BAP positif en sens horaire.

     • Si l’on dispose d’un théodolite et d’un ruban en  terrain régulier et à peu près horizontal, l’opérateur  stationne le théodolite en A et positionne le zéro du  cercle horizontal sur AB. Il ouvre ensuite de l’angle a depuis B et positionne P à la distance horizontale Dh de A.

4. Implantations de repères altimétriques:

Pour tout chantier, des repères altimétriques sont indispensables. Ils sont implantés par des nivellements rattachés au réseau NGA.

On place ainsi sur le chantier plusieurs bornes ou repères de nivellement qui doivent être répartis sur tout le chantier et positionnés de sorte qu’ils restent en place pendant la durée des travaux.

Le plus simple est de niveler les points qui servent aussi de référence en planimétrie. En théorie, un seul repère de nivellement est nécessaire ; dans la pratique, il est préférable d’en implanter plusieurs.

4.1 Pose d’un trait de niveau:

Les repères de nivellement servent d’origine à des cheminements courts ou à des visées directes permettant de placer des repères d’altitude en cotes entières appelés traits de niveau. On les réalise au cordex sur des murs existants, des piquets, etc.

Par exemple, pour réaliser l’implantation du trait de niveau 110,00 m sur un mur existant, on stationne le niveau à mi- distance entre le mur et le repère altimétrique A le plus  proche. On vise une mire en A et l’on en déduit l’altitude du plan de visée : H plan de visée = HA + Lmire Ici, HP = 107,94 + 1,78 = 109,72 m.

L’opérateur vise ensuite le mur sur lequel un aide déplace un mètre de poche jusqu’à ce que l’opérateur lise la graduation 28 cm (110-109,72) sur le mètre.

L’aide place alors un trait sur le mur. On  répète la dernière opération plus loin et l’on joint les deux repères au cordex pour obtenir le trait de niveau.

5. Implantations d’un bâtiment:

5.1 Bâtiments courants:

Il s’agit des bâtiments de petites et moyennes dimensions (villas, petits immeubles, etc.) généralement fondés superficiellement, c’est-à-dire à de faibles profondeurs par rapport au dernier niveau excavé.

Piquetage de l’emprise des terrassements On matérialise cette emprise par les limites extérieures des terrassements, axes AA’, BB’,  CC’, etc.

Les piquets étant placés en dehors  de la zone à terrasser. Pratiquement, le piquetage est réalisé par les  méthodes traitées aux paragraphes précédents en  s’appuyant sur des repères connus ou sur les bâtiments voisins.

Lors de l’exécution des terrassements, on contrôle la progression par nivellement régulier du fond  de fouilles en s’appuyant sur un repère de nivellement.

Positionnement des chaises d’implantation Une chaise d’implantation est constituée d’une planche horizontale fixée à deux piquets. La face supérieure de la latte horizontale est positionnée à une altitude donnée (trait de niveau) et on y plante des clous qui matérialisent les axes de la construction.

Les chaises sont donc placées autour de la  construction, en retrait, de manière à ne pas  gêner les travaux.

De plus, il faut veiller à régler les lattes de chaque chaise d’un même axe à la  même altitude.

Les chaises matérialisent en général l’axe  longitudinal du bâtiment, l’axe des fondations ou des murs à implanter.

Elles sont plantées en retrait de la zone de travaux (1 à 2 m) et les cordeaux ou fils de  fer tendus entre les chaises représentent les axes à implanter.

Le positionnement des chaises est réalisé comme suit : dans le repère local associé au chantier, souvent une simple ligne de base ou un ouvrage existant, l’opérateur calcule la position de deux points d’axe qu’il reporte sur le terrain.

Par exemple les points D et E placés à partir  de la ligne de base AB en prenant les cotes sur le plan d’implantation du bâtiment. Les autres axes sont construits par jalonnement (alignements, perpendiculaires, parallèles, etc.) à partir de l’axe DE. Il en  déduit la position des chaises en prolongeant les alignements.  

Report des points d’axe en fond de fouilles Les points d’axe sont reportés au sol sur le béton de propreté en fixant un fil à plomb à l’un des cordeaux. Les points d’intersection des axes sont obtenus de même en faisant coulisser le fil à plomb attaché à un  cordeau jusqu’à ce qu’il touche un cordeau perpendiculaire.

 

 5.2 Bâtiments sur fondations spéciales, ouvrages d’art:
La précision nécessaire à l’implantation des fondations de ce type d’ouvrage (fondations profondes ou semi-profondes, certaines fondations du type micro pieux nécessitant des précisions de l’ordre du millimètre...) oblige à utiliser essentiellement le théodolite, d’autant que ce type de chantier est toujours de grande étendue. Une station totale est alors recommandée.  L’implantation s’effectue par rayonnement depuis un micro canevas de stations déterminées en repère général ou local. Les points à implanter sont calculés dans le repère utilisé pour le chantier à partir des indications des plans d’exécution. Les précisions à respecter sont de l’ordre de ± 1 à ± 2 cm en planimétrie et de ± 1 cm en altimétrie.

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