République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Ecole Polytechnique d’Architecture et d’Urbanisme
El Moudjahid Hocine Ait Ahmed
Laboratoire : Ville, Architecture Et Patrimoine
Atelier : Simulation numérique du comportement sismique du patrimoine bâti
Thème :
Evaluation sismique de la structure de la mosquée El Atik de Tiaret
Elaboré Par : Encadré Par :
MELIANI Mohamed Pr. SI YOUCEF Youcef
Remerciement :
Un travail de recherche, bien entendu, est un travail de longue haleine, un défi que l’on se donne à soi-même. Mais c’est surtout une formidable histoire de relations et de rencontres. La pratique de la recherche scientifique nous place souvent face à des questionnements intellectuels, et des obstacles techniques. Les solutions, rarement simples et linaires, n’ont jamais étaient faciles à trouver, elles se sont imposées par le fruit des nombreux contacts et de longues heures de recherche et de raisonnement.
Je tiens à remercier avant tout, Allah tout Puissant, de m’avoir donné le courage, la force et la volonté qui m’ont permis de supporter et affronter toutes les difficultés, et enfin d’arriver à accomplir ce modeste
Travail.
Je ne puisse conclure ce mémoire sans montrer ma sincère gratitude et mon grand remerciement à mon encadreur Mr SI YOUCEF Youcef, pour l’orientation, la confiance, la patiencequi ont constituéunapportconsidérablesans lequel cetravail n’aurait pas puêtremené au bon port, qu’il trouve dans ce travail un hommage vivant à sa haute personnalité.
Je tiens aussi à remercier les membres du juryd'avoir accepté d'évaluer le travail de recherche du présent mémoire.
A tous les enseignants et la direction De l’école polytechnique d’architecture et d’urbanisme
Je remercie tous ceux qui m'ont soutenu, qui m’ont supporté tout au long de ce travail et surtout mes chers collègues qui m’ont trop aidé pour avancer dans ce travail.
Liste des Figures :
Figure 1: Vue satellite de la mosquée et son environnement immédiat....................................5
Figure 2: plan de masse de situation de la mosquée El Atik.....................................................5
Figure 3: Vue satellite de la mosquée et son environnement immédiat....................................6
Figure 4: Hôtel Tagdemt
Figure 5: La grande poste de Tiaret...........................................................................................6
Figure 6: La place Ali Mâachi
Figure 7: La mosquée Salah Eddine..........................................................................................6
Figure 8: Une photo de la mosquée El Atik prise en
Figure 9: Une photo de la mosquée El Atik prise en 1910........................................................7
Figure 10: Une carte postal qui montre la mosquée El Atik .....................................................7
Figure 11: Une photo de la mosquée El Atik prise en 1940......................................................8
Figure 12: Etat de lieu : A gauche, les effets de l'humidité sur les merlons, au milieu, la dégradation de la peinture, à droite , le décollement du mortier.
Figure 14: Le minaret montré dans le modèle 3D
Figure
Figure 26: A gauche , les Axes selon X, au milieu, les axes selon Y, à droite les axes selon Z
Figure 27: A gauche, le menu déroulement outils (unités et formats), à droite, la fenêtre de la définition des matériaux 14
Figure 28: De la gauche à droite : Fenêtre des épaisseurs, Fenêtre des profilés, Fenêtre des sections et Nouvelle épaisseur
Figure 29: De la gauche à droite : le positionnement des poteaux, la création des murs et la création des ouvertures.............................................................................................................14
Figure 30: De la gauche à droite : Création des arcs, création de la dalle et création de l’ouverture de la coupole..........................................................................................................15
Figure 31: De la gauche à droite : La modélisation de la coupole et les ouvertures du tambour, la modélisation du minaret et le modèle final...........................................................15
Figure 32: De la gauche à droite : Définition des charges, Application des charges et menu déroulant (Chargements) ..........................................................................................................15
Figure 33 : De la gauche à droite : Création d’une combinaison, Combinaison en ELU et Combinaison en ELS................................................................................................................16
Figure 34: Tableau des charges...............................................................................................16
Introduction
L'Algérie possède un riche patrimoine bâti de différentes époques : coloniale, ottomane, romane, phénicienne, il y en a des édifices et des monuments qui sont classés par l’UNESCO ce qui donne une valeur historique, culturelle et touristique au pays.
Après l'Independence plusieurs édifices ont été reconverti par exemple les églises deviennent des mosquées, des bibliothèques, en même temps le pays a connu plusieurs aléas et risques naturelles : le séisme de Chlef, Boumerdes, les inondations et comme nous le savons, ces édifices sont construits horsles normes et les lois de règlement parasismique algérien.
Dans cette recherche on est intéressé par un édifice qui n'est pas classé patrimoine mondiale, construit durant l'époque coloniale,c'est unemosquéequi présente des potentiels architecturaux importantes, la mosquée n’a été jamais réhabiliter.
Problématique
La mosquée El Atik a été construite à une période ou le béton n'était pas encore apparait, les éléments porteurs sont faits en pierre. Mais est ce qu’elle est suffisamment rigide pour endurer aux effets sismiques en prenant en considération le fait qu’elle se situé dans une zone avec une sismicité faible, à savoir la zone I.
Quelles sont les particularités structurelles de la mosquée ? Il est sur quelle état ? Quelles est son comportement vis-à-vis au RPA ?
Hypothèses :
Pour répondre à la problématique posée :
• La mosquée a des particularités car elle est construite entièrement en pierre locale.
• La mosquée est en bon état car jusqu’à présent elle est ouverte aux usagés pour faire la prière et les différents cultes religieux.
• Vue qu’elle a résistée contre les aléas, elle est conforme au RPA.
Objectifs :
• Faire un état de lieu profond, relever toutes les dégâts et les problèmes et créer un support graphiquepour la modélisation sur robot.
• Comprendre le system structurel et ses particularités.
• Essayer de faire une simulation réelle sur logiciel.
• Analyser et traiter les résultats de logiciel et proposer des solutions.
I. Situation Géographique
La mosquée El Atik est située dans la wilaya de Tiaret, La daïra et la commune de Tiaret. Elle porte l’appelation de "Fegholi Abd El Abdelkader". Elle est située au centre-ville, délimitée par la rue El Amir Abd El Kader du Nord-Est et par la rue de la résistance au Nord-Ouest.
Elle occupe une superficie de 225m² dont la superficie totale du site -qui est une propriété publique- est de 2891m².
Source : Google Maps
Source : PDAU de la commune de Tiaret
Source : Google Maps
II. Vue Historique sur l’édifice:
La mosquée El-Masdjid « El-Atik », situéedanslawilayadeTiaret,estl'unedes plus anciennes de la région, également connue sous le nom de « Mosquée Fegholi Abd El Kader ». Sa construction remonte à 1870, réalisée par un groupe de constructeurs italiens. On dit que son financement a été assuré par les tribus autochtones ainsi que par l'État français.
Le choix du terrain s'est fait en tenant compte de l'emplacement où vivaient les tribus autochtones, tout comme les Français ont construit une église sur leur propre site. La pierre utilisée dans la construction aurait été extraite d'un site archéologique situé à environ 35 km de la ville de Lajddar, puis transportée par les
animaux de ces tribus. Selon le Dr L’imam NOUAR Mohamed, le coût de construction de la mosquée a dépassé les 250 mille francs argent de l'époque.
Le choix du terrain s'est fait en tenant compte de l'emplacement où vivaient les tribus autochtones, tout comme les Français ont construit une église sur leur propre site. La pierre utilisée dans la construction aurait été extraite d'un site archéologique situé à environ 35 km de la ville de Lajddar, puis transportée par les
III. Etat de lieu :
• Apres avoir visité la mosquée, on a remarqué que cet édifice est en état viable car il a pu résister contre les aléas, par vue d’œil les éléments porteurs sont en bon état, sauf qu’on a trouvé quelques remarques tel que :
• Dégradation de la qualité de la peinture et le plâtre des murs et du plafond à cause d'un problème d'étanchéité et d’humidité
IV. Relevés techniques :
Onavisitélamosquéeplusieurs foiset çanous apermet deprendredes mesures et derelever toutesles dimensions qui vont nous aider à reprendre les pièces sous format numérique afin de réaliser le dossier graphique. Cette opération a été effectuée à l’aide du distance mètres.
V. Analyse architecturale :
V.1 Composition Volumétrique :
Sur plan, la mosquée a une forme carrée et en terme de volume c'est un parallélépipède avec le volume du minaret qui s’emboite dans son coin. Avec une coupole posée sur un tambour.
1- Le minaret :
Un seul minaret prenant l'angle, situé dans le coin sud-ouest de la mosquée a base carrée (3.50m*3.50), qui se détache du mur de 1.60 m, son corps est constitué de quatre parties principales distingues, la première étant carrée pour s’intégrer au plan carré lui-même, les 3 autres sont respectivement deux octogones et un cylindre, chaque fin d’octogones se termine par un triangle isocèle culminant dans le mur.
-Construit en pierre taillé, de 22 m de hauteur, la hauteur totale du minaret s’élève de la base à la cruche de 27 m, accessible par une seule porte de l’intérieur de la mosquée, doté d’un escalier de forme spirale avec 123 marches.
2- La Coupole :
La mosquée el Atik est dotée d’une coupole centrale qui repose sur des pendentifs qui reprennent les charges de la lourde coupole en pierre, coupole a nervures, son volume est elliptique, blanche, sans décoration entourée de huit couplettes polygonales entre 05 et 06 cotés réparties sur les colonnes. L’éclairage zénithal est assuré par des percées dans le tambour octogonal qui supporte une coupole ovoïde. Elle est posée sur un tambour doté des ouvertures.
V.2 Composition spatiale :
La salle de prière occupe une superficie de 156 m², 13.50 m de longueur et 12.40 m de largeur qui prend une forme rectangulaire, d’où on accède par la porte principale, divisée en trois travées de dimensions égales parallèles à la paroi de qibla (verticalement sur le mihrab). Avec la présence de quatre (04) piliers sur lesquels est construit le dôme central, et douze (12) piliers sur lesquels s’élève la mosquée.
V.3 Langage de façades :
Lafaçadeprincipaleestsituéeaunorddelamosquée,composéedetroismodulesd’arcsbrisés outre passés comportant des niches, symétrique de 16m de longueur, devisée en 3 parties.
L'entrée principale est située dans la façade nord, surélevée et traitée par la succession de trois arcs encadrés, les deux autres niches portent des fenêtres.
V.4
1- Les Colonnes et les murs :
L’édifice est construit en pierre taillé, liés par un mortier en ciment pauvre.
Le mur de façade principale, celui qui est perpendiculaire au mur de la qibla, est encore plus épais, il semble qu’il ait été rechargé pour une question d’aspect, les colonnes présentes sont semi engagées. Ces colonnes ne sont d’ailleurs pas identiques, on y voit des différences de diamètre, de hauteur et de forme.
Elles sont toutefois presque cylindriques, leur diamètre est de 30 cm environ et leurs hauteurs qui varie de 1.80 m à 2,80 m environ. Elles sont en pierre, provenant du site archéologiques ‘‘Lajddar’’.
La mosquée est construite sur 16 colonnes en pierre d’où 04 supportent la coupole centrale, d’une hauteur égale à 2.45m et 0.60m de diamètre. Espacées par 3,50 m. Sur les colonnes se pose des arcs brisés qui supportent la dalle.
VI.Modélisation numérique :
On a fait la modélisation numérique du bâtiment dans le logiciel SketchUp et on a fait des images de synthèse puis on a procédé vers la modélisation et le calcul sur le logiciel Autodesk Robot Structural analysis.
VI.1 C’est quoi le Robot?
Robot Structural Analysis Professional est un logiciel d'analyse des charges structurelles qui vérifie la conformité aux codes et utilise des workflows intégrés au BIM pour échanger des données avec Revit.Il peut vous aider à créer des conceptions plus résilientes et constructibles, précises, coordonnées et connectées au BIM
VI.2 Les étapes de modélisation :
Après avoir ouvrir logiciel de robot et choisis un modèle de modélisation et de calcules, pour moi j'ai choisis le modèle conception bâtiment le choix est fait selon la nature de l’édifice et les éléments structurelles. Après cliquer sur bâtiments le logiciel s’ouvre et voici son interface.
Ensuite, On crée les axes selon X, Y et Z avec l’outil de création des axes :
Figure 22: A gauche , les Axes selon X, au milieu, les axes selon Y, à droite les axes selon Z
Aussi j'ai créé toutes les sections des poteaux que j'ai dans le projet mais avant de commencer àdéfinirlesépaisseursilfautd’abordcréerlematériaudelapierrecarilnevientpaspréinstaller dans Robot.
Figure 23: A gauche, le menu déroulement outils (unités et formats), à droite, la fenêtre de la définition des matériaux
On commence à définir les épaisseurs :
Figure 24: De la gauche à droite : Fenêtre des épaisseurs, Fenêtre des profilés, Fenêtre des sections et Nouvelle épaisseur
On dessine les poteaux et les murs à l’aide des outils « poteau » et « mur » puis on perce les ouvertures dans les murs à l’aide des outils de l’outil polyligne et Panneaux :
Figure 25: De la gauche à droite : le positionnement des poteaux, la création des murs et la création des ouvertures
On dessine les arcs et on crée la dalle à l’aide de l’outil dalle puis on perce un trou pour la coupole :
Figure 26: De la gauche à droite : Création des arcs, création de la dalle et création de l’ouverture de la coupole
On modélise le minaret et la coupole. Pour le minaret et pour diminuer la complexité de la modélisation on prend un volume parallélépipédique simple. Maintenant on a terminé la partie qui concerne la modélisation.
Figure 27: De la gauche à droite : La modélisation de la coupole et les ouvertures du tambour, la modélisation du minaret et le modèle final
On commence maintenant à définir et appliquer les charges permanente (le poids propre et la couche de l’étanchéité) et d’exploitation (Q) et on définit les combinaisons de charge selon BAEL à l’ELU et l’ELS :
Figure 28: De la gauche à droite : Définition des charges, Application des charges et menu déroulant (Chargements)
On définit par la suite les modes de calcul, à savoir l’analyse modale et l’analyse sismique selon les normes du « RPA 99 (2003) » et vu que la mosquée se situe dans la wilaya de Tiaret qui est positionnée dans la zone sismique I on remplit le tableau (fig ) en choisissant le groupe d’usage 1B et le site S1 parce qu’elle érigée sur un sol rocheux rigide.
On lance le calcul, on passe au mode « Résultats » pour observer et analyser les résultats du calcul :
On constate que le déplacement maximal est de 7,275cm qui est inférieur à la ratio 0.2/la hauteur du bâtiment et par conséquent la mosquée peut résister au séisme
Conclusion :
La mosquée El Atik a des potentialités et une qualité architecturale et spatiale importante sans oublier les particularités structurelles, c'est un édifice qui mérite d'être sauvegardé et réhabilité, c'est vrai que la modélisation était difficile à cause de petites décrochements, d'autre part les calculs ne sont pas faits à cause de la complexité du projet et la structure c'était juste une initiation de calcule et à l'avenir on va compléter le reste.
Dans la fin, malgré la difficulté et les problèmes sur les outils numériques ça reste une expériencede recherche dans laquellej’ai apprisbeaucoup d'informations qui vont m’aiderdans ma vie professionnelle.
Bibliographie
- Mémoire de fin d’étude de master académique : pour une tentative de sauvegarde d’un patrimoine religieux. Cas d’étude : la mosquée el Atik Tiaret - Mme NOUAR Karima
Webographie
http://www.discoverislamicart.org/database_item.php?id=monument;isl;tn;mon01;6;fr
http://habous.gov.ma/fr/merinides.html
https://orthodoxe-ordinaire.blogspot.com/2010/06/ce-que-lislam-doit-byzance.html
http://www.persee.fr/doc/remmm_0035-1474_1966_num_1_1_912
http://www.bcmediterranea.org/tanger-tetouan/fr/periodes-historiques/les-m%C3%A9rinides
http://habous.gov.ma/fr/merinides/984-minaret-mosquees-merinides.html