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BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 –

BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 1/32 BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ENVELOPPE DU BÂTIMENT Façades – Étanchéité Sous épreuve U41 : Sciences du Bâtiment Session 2011 Durée : 2 heures 40 Coefficient : 2 Matériel autorisé : - Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (Circulaire n°99-186, 16/11/1999) Document à rendre avec la copie : - DR1 .......................................................................................................... page 32/32 BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 2/32 Module U4.1 Sciences du bâtiment Les différentes études proposées concernent la réalisation d’un bâtiment Ateliers – Bureaux. Il s’agit d’une construction à ossature métallique en acier de type S 235, sur fondations en B.A. de type semelles isolées, semelles filantes, plots, longrines. Dallage sous toute la surface de la construction, isolé en certains endroits. La structure est habillée de bardage double peau, d’éléments menuisés en aluminium avec divers châssis et vitrines. La couverture est une toiture-terrasse inaccessible, de type bicouche auto protégée, sur support bac acier et isolée. SOMMAIRE Ce dossier comporte 4 sous-dossiers. SUJET : Barème .............................................................................................. p.4 I. Etude thermique ............................................................................. p.5 II. Etude mécanique ........................................................................... p.6 III. Etude acoustique .......................................................................... p.8 DOSSIER TECHNIQUE : Plan 1 : Façades ............................................................. p.11 Plan 2 : Vue en plan ....................................................... p.12 Plan 3 : Détail vue en plan Ateliers-Magasin-Bureaux .... p.13 Plan 4 : Elévation Hall d’exposition ................................. p.14 Plan 5 : Cloison Atelier mécanique-Bureau Chef Atelier p.15 DT n°1 : Extraits Lot 7 Couverture .................................. p.16 DT n°2 : Principe bac acier Parasteel ............................. p.17 DT n°3 : Isolant Rockacier B nu (Rockwool) ................... p.18 DT n°4 : Gamme Paracier (Siplast) ................................ p.19 ANNEXES : Annexe 1 : Extraits Réglementation thermique (2 pages) ............................ p.21 Annexe 2 : Extraits EN 1991 1-3 Charges de Neige (3 pages) .................... p.23 Annexe 3 : Extraits DTU 43.3 (1 page)........................................................ p.26 Annexe 4 : Formule de Clapeyron – Théorème des 3 moments (1 page) ... p.27 Annexe 5 : Extraits Réglementation Acoustique (3 pages) .......................... p.28 DOCUMENT REPONSES : DR1 : Charge de neige avec accumulation .................... p.32 BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 3/32 Sous-épreuve U.41 SCIENCES DU BÂTIMENT SUJET Ce dossier comprend : BAREME ................................................................................................................ p.4 I. ETUDE THERMIQUE .......................................................................................... p.5 A. Déperdition thermique de la couverture, hors lanterneaux B. Déperdition thermique surfacique moyenne au travers de la couverture C. Conclusion II. ETUDE MECANIQUE ......................................................................................... p.6 A. Dimensionnement de la tôle d’acier nervurée B. Vérification de la TAN la plus chargée III. ETUDE ACOUSTIQUE ...................................................................................... p.8 A. Etude de l’indice d’affaiblissement de la partie courante de la paroi B. Etude de l’indice d’affaiblissement global de la paroi séparative BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 4/32 BAREME MODULE U4.1 Points Temps indicatifs Lecture 10’ I Etude thermique (8pts) 30’ A. Déperdition thermique de la couverture, hors lanterneaux 1. Détermination de l’épaisseur d’isolant 2. Déperdition surfacique B. Déperdition thermique moyenne de la couverture C. Conclusion 1. Analyse des résultats et solutions 2. Re-dimensionnement de l’isolant II Etude mécanique (25 pts) 90’ A. Dimensionnement de la T.A.N. 1. Détermination de la charge de neige 2. Détermination des charges d’exploitation descendantes 3. Choix de la T.A.N. B. Vérification de la T.A.N. la plus chargée 1. Justification de la charge 2. Détermination des moments aux appuis : MB et MC 3. Etude de la déformée et flèche maxi 4. Vérification Fmax III Etude acoustique (7 pts) 30’ A. Indice d’affaiblissement de la partie courante B. Indice d’affaiblissement global de la paroi séparative Total 160’ BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 5/32 Module U4.1 Sciences du bâtiment Cette épreuve, en ce qui concerne la thermique et la mécanique, portera sur la couverture, étanchéité bi-couches, sur bac acier, de l’ouvrage. Le choix technique s’est porté sur la solution suivante : - bac système PARASTEEL, - isolation thermique ROCKACIER B nu, - étanchéité bi couches : PARADIENE FM et PARACIER G. En étude acoustique, vous étudierez la cloison séparative entre l’atelier de mécanique et le bureau du chef d’atelier. (Voir repérage Plan n°2) I. Etude thermique L’étude thermique porte sur les déperditions au travers de la couverture, plus particulièrement sur la zone ateliers-magasin-bureaux. (Voir Plan n°3 ) A. Déperdition thermique de la couverture hors lanterneaux  Données :  dossier technique,  données sur les matériaux (DT 1 à 4),  extraits Réglementation thermique Annexe 1,  densité de fixations de l’étanchéité : 4 vis/m²,  fixation étanchéité de diamètre 6,3mm,  étanchéité = 0,23 W/m°K.  Questions : 1. Précisez l’épaisseur d’isolant à mettre en œuvre pour être conforme au CCTP. 2. Déterminez la valeur de la déperdition surfacique pour 1 m² de toiture (hors lanterneaux). B. Déperdition thermique surfacique moyenne au travers de la couverture Etant donné la surface importante des lanterneaux, on calculera, exceptionnellement, la déperdition thermique moyenne au travers de la couverture en les prenant en compte. BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 6/32  Données :  dossier technique,  déperdition surfacique au travers de la couverture : Up = 0,52 W/m².°K,  Ulanterneau = 2,5 W/m².°K (ponts thermiques dus à la liaison avec la couverture inclus),  pour simplifier, on considère les dimensions extérieures poteaux pour le calcul de surface.  Question : Déterminez la valeur de la déperdition surfacique moyenne de la toiture. (Hors ponts thermiques périphériques). C. Conclusion  Question : Concluez quant aux valeurs obtenues précédemment vis-à-vis de la réglementation RT 2005. Vous proposerez des solutions et redimensionnerez éventuellement l’isolant à mettre en œuvre. II. Etude mécanique L’étude porte sur le dimensionnement de la tôle d’acier nervurée support d’étanchéité, sur le hall d’exposition. (Voir Plan n°4). A. Dimensionnement de la tôle d’acier nervurée On se place en situation d’exploitation.  Données :  dossier technique,  document réponses DR 1 : Répartition de la charge de neige sur la couverture avec accumulation,  extrait de l’eurocode EN 1991-1-3 Charges de neige Annexe 2,  extrait du DTU 43.3 Annexe 3,  le bâtiment est situé dans une région A2,  l’altitude du bâtiment est de 366 m,  on néglige l’accumulation de neige au droit de la noue,  les caractéristiques des T.A.N. support d’étanchéité (DT n°2),  les T.A.N., modèle PP, sont considérées sur 3 appuis,  épaisseur de l’isolant choisi : 75 mm,  épaisseur T.A.N. + isolant +étanchéité environ 8 cm d’où hauteur d’acrotère à considérer pour les calculs de 200 mm, BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 7/32  différence de hauteur entre les deux bâtiments contigus : 4m environ,  largeur finie du bâtiment Atelier-magasin : 30 m,  largeur maximum du hall d’exposition : 18 m,  pente couverture bâtiment Atelier-Magasin = 3%.  Questions : 1. Déterminez la charge de neige sur la toiture-terrasse à l’aide de l’Eurocode EN 1991-1-3 (Partie courante, acrotère,…). Vous représenterez la répartition de neige avec accumulation due à l’effet du vent (sur le DR1). 2. Justifiez le fait de prendre la charge de neige maxi (1,75 kN/m²) comme charge d’exploitation sur la tôle d’acier nervurée. 3. Dimensionnez la tôle d’acier nervurée à partir des documentations techniques fournies en négligeant le poids propre de la tôle d’acier nervurée support d’étanchéité. B. Vérification de la tôle d’acier nervurée la plus chargée Etudions la T.A.N. de rive entre les files G et H. (voir Plan n°4) Les portées n’étant pas importantes, on souhaite étudier cette portion de T.A.N. sur 4 appuis au lieu de 3. Il faut donc vérifier la flèche.  Données :  dossier technique,  les T.A.N., modèle PP, sont considérées sur 4 appuis,  extrait de l’Eurocode EN 1991-1-3 Charges de neige Annexe 2,  extrait du DTU 43.3 Annexe 3,  le bâtiment est situé dans une zone A2,  l’altitude du bâtiment est de 366 m,  on néglige la pente de la couverture et la noue,  la charge de neige moyenne à considérer dans cette zone d’étude est de 1,35 kN/m²,  théorème et Formulaire des 3 moments Annexe 4,  la modélisation mécanique simplifiée de la T.A.N. sur 4 appuis ci- après : C A B D q = 1,50 kN/m BTS ENVELOPPE DU BATIMENT : FACADES ETANCHEITE Session 2011 Sous-Epreuve U41 – Sciences du Bâtiment Code : 11EBE4SB1 Page 8/32  Questions : Les questions 1, 2 et 3 sont indépendantes 1. Justifiez, par le calcul, la valeur de la charge répartie linéaire, appliquée sur la T.A.N. 2. Déterminez les valeurs des moments MB et MC à l’aide de la formule uploads/Ingenierie_Lourd/ brevet-de-technicien-superieur-enveloppe-du-batiment-facades-etancheite.pdf