Études de faisabilité pour construction
Contexte : L'étude de faisabilitéAnalyse préliminaire d'un projet pour déterminer sa viabilité technique, économique et réglementaire avant d'engager des ressources importantes. est une étape cruciale en amont de tout projet de construction.
Elle permet de valider les aspects fondamentaux d'un projet avant même le début de la conception détaillée. En analysant les contraintes réglementaires, les coûts prévisionnels et les défis techniques comme la nature du sol, elle aide le maître d'ouvrageLa personne ou l'entité pour le compte de qui les travaux sont exécutés. C'est le client, le propriétaire du projet. à prendre une décision éclairée et à éviter des investissements à perte. Cet exercice vous guidera à travers les vérifications de base d'une telle étude.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à jongler avec les trois piliers d'une étude de faisabilité : la réglementation (urbanisme), l'économie (coûts) et la technique (géotechnique).
Objectifs Pédagogiques
- Comprendre les composantes clés d'une étude de faisabilité.
- Calculer un coût de construction estimatif (ratio au m²Méthode d'estimation rapide des coûts de construction basée sur un prix moyen par mètre carré de surface construite.).
- Vérifier la conformité d'un projet avec une règle d'urbanisme simple : le COSCoefficient d'Occupation des Sols : un ratio défini par le Plan Local d'Urbanisme (PLU) qui limite la surface de plancher constructible sur un terrain..
- S'initier à la vérification de la portance du sol pour des fondations superficiellesType de fondation (semelles, radier) qui transmet les charges du bâtiment à des couches de sol proches de la surface, lorsque celui-ci est de bonne qualité..
Données de l'étude
Plan de la parcelle et du projet
Nom du Paramètre | Symbole / Description | Valeur | Unité |
---|---|---|---|
Surface du terrain | \(S_{\text{terrain}}\) | 500 | m² |
Emprise au solSurface correspondant à la projection verticale du volume de la construction, tous débords et surplombs inclus. du bâtiment | \(S_{\text{bâtiment}}\) | 200 | m² |
Coût de construction | \(C_{\text{m²}}\) | 1800 | € / m² |
Coefficient d'Occupation des Sols | \(\text{COS}_{\text{max}}\) | 0.4 | - |
Contrainte admissible du sol | \(\sigma_{\text{sol}}\) | 0.15 | MPa |
Charge totale du bâtiment (ELU) | \(N_{\text{ELU}}\) | 2500 | kN |
Questions à traiter
- Calculer le coût estimatif total de la construction du bâtiment.
- Vérifier si le projet respecte la règle du Coefficient d'Occupation des Sols (COS).
- Le sol peut-il supporter le bâtiment ? Effectuer une vérification préliminaire de la contrainte sous la fondation.
- Le PLU impose un recul minimal de 5 mètres par rapport à la voirie. Le projet est-il conforme ?
- Le client estime un chiffre d'affaires annuel de 90 000 €. Quel serait le temps de retour sur investissement brut ?
Les bases de la Faisabilité
Pour évaluer un projet, on s'appuie sur des concepts et calculs simples mais fondamentaux.
1. Coefficient d'Occupation des Sols (COS)
C'est un outil réglementaire qui contrôle la densité de construction dans une zone. Il se calcule en divisant la surface de plancher autorisée par la surface de la parcelle. Pour ce projet, on assimilera l'emprise au sol à la surface de plancher.
\[ \text{COS}_{\text{projet}} = \frac{S_{\text{bâtiment}}}{S_{\text{terrain}}} \le \text{COS}_{\text{max}} \]
2. Pression sur le sol (Contrainte)
Un bâtiment transmet sa charge au sol via ses fondations. La pression exercée par le bâtiment doit être inférieure à ce que le sol peut supporter (sa portance ou contrainte admissible).
\[ \sigma_{\text{appliquée}} = \frac{\text{Charge totale (N)}}{\text{Surface de la fondation (m²)}} \]
Correction : Études de faisabilité pour construction
Question 1 : Calculer le coût estimatif total de la construction
Principe
L'objectif est d'obtenir une première enveloppe budgétaire pour le projet. À ce stade précoce, on utilise des ratios simplifiés basés sur des projets similaires pour évaluer l'ordre de grandeur de l'investissement nécessaire.
Mini-Cours
L'estimation au ratio est une méthode courante en économie de la construction. Le "coût au m²" est un indicateur statistique qui varie selon le type de bâtiment (logement, bureau, industriel), sa complexité et sa localisation. Il représente généralement le coût travauxCoût direct de la construction, incluant les matériaux et la main-d'œuvre, mais excluant les frais annexes comme les honoraires, taxes ou le coût du terrain..
Remarque Pédagogique
Pensez à ce calcul comme à une première estimation pour savoir si le projet est dans le bon "ordre de grandeur" budgétaire pour votre client. Il est crucial de toujours préciser ce que ce coût inclut et n'inclut pas pour éviter les malentendus.
Normes
Il n'y a pas de norme au sens strict pour ce calcul, mais il s'appuie sur des bases de données de coûts et des pratiques professionnelles en économie de la construction. Les estimations sont souvent affinées en suivant des standards comme la norme NF P 03-001.
Formule(s)
La formule est une simple multiplication.
Hypothèses
Le calcul repose sur l'hypothèse que le coût de 1800 €/m² est un ratio moyen pertinent pour une boulangerie de cette taille dans la région concernée, et que le projet ne présente pas de complexité technique extraordinaire.
Donnée(s)
- Surface du bâtiment, \(S_{\text{bâtiment}}\) = 200 m²
- Coût de construction par m², \(C_{\text{m²}}\) = 1800 €/m²
Astuces
Pour passer rapidement d'un "coût travaux" à un "coût d'opération" global, les professionnels ajoutent souvent un pourcentage forfaitaire de 15% à 25% pour couvrir les honoraires, les taxes, les assurances et les imprévus.
Schéma (Avant les calculs)
Principe de l'estimation
Calcul(s)
Schéma (Après les calculs)
Le résultat étant un chiffre unique, un schéma n'est pas pertinent ici.
Réflexions
Cette estimation de 360 000 € est le budget de base que le client doit prévoir pour les travaux. C'est le chiffre pivot qui servira à monter le plan de financement et à évaluer la rentabilité du projet.
Points de vigilance
Attention, ce ratio est une moyenne. Le coût réel pourra varier en fonction de la qualité des finitions, de la complexité de la structure ou des contraintes du site. Ce n'est en aucun cas un devis ferme.
Points à retenir
- L'estimation au ratio (€/m²) est la première étape de l'évaluation économique d'un projet.
- Le coût estimé doit toujours être présenté avec les hypothèses qui le sous-tendent.
Le saviez-vous ?
Le Burj Khalifa à Dubaï, la plus haute tour du monde, a coûté environ 1,5 milliard de dollars. Rapporté à sa surface de 309 473 m², cela représente un coût d'environ 4800 \$/m², soit un ratio finalement pas si éloigné de certains bâtiments de luxe en Europe.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Le client souhaite des finitions plus luxueuses, faisant passer le ratio à 2100 €/m². Quel serait le nouveau coût ?
Question 2 : Vérifier le respect du COS
Principe
Le Coefficient d'Occupation des Sols (COS) est une règle d'urbanisme qui limite la densité de construction sur une parcelle. Il garantit que les constructions ne sont pas excessives par rapport à la taille du terrain. Nous devons calculer le COS du projet et le comparer au COS maximal autorisé par le Plan Local d'Urbanisme (PLU)Document de planification qui établit les règles de construction et d'aménagement pour une commune ou un groupement de communes..
Mini-Cours
Le COS est un des nombreux outils du Plan Local d'Urbanisme (PLU), le document qui fixe les règles de construction dans une commune. Il vise à maîtriser le développement urbain, préserver des espaces libres et garantir un cadre de vie de qualité. Un COS de 0.4 signifie que la surface de plancher constructible ne peut excéder 40% de la surface du terrain.
Remarque Pédagogique
La consultation du PLU est le premier réflexe à avoir avant même de dessiner. Une erreur sur une règle d'urbanisme peut stopper net un projet. Vérifiez toujours la version la plus récente du PLU en mairie.
Normes
La référence est le Code de l'urbanisme, qui définit le contenu des PLU. Chaque commune a ensuite son propre PLU avec ses propres valeurs de COS, de hauteurs, de reculs, etc.
Formule(s)
Hypothèses
Pour cet exercice, nous faisons l'hypothèse simplificatrice que la surface de plancherSomme des surfaces de tous les niveaux construits, clos et couverts, dont la hauteur de plafond est supérieure à 1,80 m. Son calcul est défini précisément par le Code de l'urbanisme. (terme réglementaire) est égale à l'"emprise au sol" du bâtiment. En réalité, le calcul de la surface de plancher est plus complexe.
Donnée(s)
- Surface du bâtiment, \(S_{\text{bâtiment}}\) = 200 m²
- Surface du terrain, \(S_{\text{terrain}}\) = 500 m²
- COS maximal autorisé, \(\text{COS}_{\text{max}}\) = 0.4
Astuces
Le COS est un ratio sans dimension. Si vous obtenez un résultat avec une unité, c'est qu'il y a une erreur dans votre calcul. C'est un bon moyen de s'auto-vérifier.
Schéma (Avant les calculs)
Rapport des surfaces
Calcul(s)
Comparaison
Schéma (Après les calculs)
Visualisation du COS
Réflexions
Le projet atteint exactement la limite autorisée par le COS. Cela signifie que le bâtiment ne pourra pas être agrandi à l'avenir sans déroger à la règle. C'est un point important à communiquer au client, car cela contraint toute évolution future de son commerce.
Points de vigilance
La définition réglementaire de la "surface de plancher" est très précise (elle exclut les murs, les trémies d'escalier, les garages...). Une erreur de calcul de cette surface peut rendre un projet non conforme. Pour un projet réel, ce calcul doit être fait avec une grande rigueur.
Points à retenir
- Le COS est un ratio clé de la réglementation d'urbanisme.
- La conformité au PLU est une condition non négociable pour obtenir un permis de construire.
Le saviez-vous ?
Le concept de zonage et de règles d'urbanisme comme le COS est né aux États-Unis au début du 20ème siècle, notamment à New York, pour empêcher que les nouveaux gratte-ciel ne plongent les rues dans une obscurité permanente.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le client décidait de réduire son projet à 150 m², quel serait le nouveau COS ?
Question 3 : Le sol peut-il supporter le bâtiment ?
Principe
Imaginez que vous marchez sur de la neige. Avec des chaussures, vous vous enfoncez. Avec des raquettes, votre poids est réparti sur une plus grande surface, la pression diminue, et vous ne vous enfoncez plus. Pour un bâtiment, c'est pareil : la fondation agit comme une raquette, répartissant la charge totale sur le sol. Nous devons vérifier que la pression exercée reste supportable pour le sol.
Mini-Cours
En géotechnique, la capacité d'un sol à supporter une charge est appelée sa portanceLa contrainte maximale que le sol peut supporter avant de se rompre. La contrainte admissible est la portance divisée par un facteur de sécurité.. Elle est exprimée en unité de pression, le plus souvent en Mégapascals (MPa). L'objectif est de s'assurer que la contrainte transmise par la fondation (\(\sigma_{\text{appliquée}}\)) ne dépasse jamais la contrainte admissible du sol (\(\sigma_{\text{sol}}\)), qui est déterminée par une étude de sol.
Remarque Pédagogique
La plus grande source d'erreurs dans ce type de calcul vient des unités. Prenez l'habitude de tout convertir dans un système cohérent (par exemple, Newtons et mètres) avant de faire l'application numérique. C'est la clé pour ne pas se tromper d'un facteur 1000 !
Normes
Les calculs de fondations sont encadrés par des normes très précises pour garantir la sécurité des ouvrages. La norme de référence en Europe pour le calcul géotechnique est l'Eurocode 7 (NF EN 1997). Notre calcul est une approche très simplifiée issue des principes de cette norme.
Formule(s)
Hypothèses
Pour cette étude préliminaire, nous posons les hypothèses simplificatrices suivantes : la fondation est une dalle pleine (radier généralType de fondation superficielle constituée d'une grande dalle en béton armé qui s'étend sous toute la surface du bâtiment.) de même surface que l'emprise au sol, et la charge \(N_{\text{ELU}}\) est uniformément répartie.
Donnée(s)
- Charge totale du bâtiment, \(N_{\text{ELU}}\) = 2500 kN
- Surface de la fondation, \(S_{\text{bâtiment}}\) = 200 m²
- Contrainte admissible du sol, \(\sigma_{\text{sol}}\) = 0.15 MPa
Astuces
Retenez cette conversion très utile : 1 MPa = 1000 kPa = 1000 kN/m². Cela vous permettra de comparer facilement des valeurs données en MPa (courant pour les matériaux) avec des contraintes calculées en kN/m² (courant pour les charges de bâtiment).
Schéma (Avant les calculs)
Modélisation de la charge sur le sol
Calcul(s)
Étape 1 : Conversion de la contrainte admissible du sol
Étape 2 : Calcul de la contrainte appliquée par le bâtiment
Schéma (Après les calculs)
Diagramme des contraintes
Réflexions
Le résultat montre que la contrainte appliquée (12.5 kN/m²) est très inférieure à la contrainte admissible (150 kN/m²). Le facteur de sécurité est de \(150 / 12.5 = 12\), ce qui est très élevé. Cela signifie que du point de vue de la portance, le projet est largement faisable sur ce terrain.
Points de vigilance
Ce calcul est une simplification extrême. Une vraie étude de fondations doit être réalisée par un ingénieur géotechnicien et prend en compte les tassementsEnfoncement progressif d'une construction dans le sol sous l'effet de son propre poids. Un tassement uniforme est acceptable, un tassement différentiel est dangereux., la présence d'eau, l'hétérogénéité du sol, etc. Ce premier calcul sert uniquement à écarter une impossibilité évidente.
Points à retenir
- La faisabilité technique d'un projet passe par la vérification \(\text{Sollicitation} \le \text{Résistance}\).
- Pour les fondations, cela se traduit par \(\sigma_{\text{appliquée}} \le \sigma_{\text{sol}}\).
Le saviez-vous ?
La Tour de Pise est l'exemple le plus célèbre au monde d'une étude de faisabilité géotechnique insuffisante. Le sol sous la tour est composé d'argile molle et de sable, incapables de supporter uniformément le poids de la structure, provoquant son inclinaison iconique.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le bâtiment était deux fois plus lourd (\(N_{\text{ELU}}\) = 5000 kN), la fondation serait-elle toujours valable ? Calculez la nouvelle contrainte appliquée.
Question 4 : Vérification du recul par rapport à la voirie
Principe
Les règles d'urbanisme (PLU) imposent souvent des distances minimales (reculs) entre une construction et les limites de la parcelle (voirie, voisins). Cela permet de préserver l'alignement des rues, l'ensoleillement et l'intimité. Nous devons vérifier que l'implantation du bâtiment respecte cette contrainte.
Mini-Cours
Les règles de recul sont définies dans le PLU et peuvent prendre plusieurs formes : un recul fixe (ex: 5m), un alignement sur les constructions voisines, ou un recul proportionnel à la hauteur du bâtiment (ex: H/2). Elles sont aussi importantes que le COS pour définir la "zone constructible" sur une parcelle.
Remarque Pédagogique
Visualisez la parcelle et dessinez ces lignes de recul. Cela vous donnera un "cadre" à l'intérieur duquel le bâtiment doit s'insérer. C'est un exercice essentiel du travail de l'architecte ou du dessinateur-projeteur.
Normes
Comme pour le COS, la référence est le Plan Local d'Urbanisme (PLU) de la commune, qui détaille les règles d'implantation dans chaque zone.
Formule(s)
Il ne s'agit pas d'une formule mais d'un critère de conformité.
Hypothèses
Nous supposons que le plan fourni est correct et que la distance indiquée entre la façade du bâtiment et la limite de la parcelle côté rue est la plus courte.
Donnée(s)
- Recul minimal imposé par le PLU = 5 m
- Recul du bâtiment sur le plan = 5 m (hypothèse d'implantation)
Astuces
En cas de doute sur la limite de parcelle (un vieux mur, une haie...), seul un géomètre-expertProfessionnel qui établit de manière officielle et légale les limites d'une propriété foncière. peut la définir de manière officielle et incontestable. C'est une précaution indispensable avant de construire.
Schéma (Avant les calculs)
Implantation et ligne de recul
Calcul(s)
Il s'agit d'une simple comparaison.
Schéma (Après les calculs)
Le schéma initial illustre déjà le résultat de la conformité.
Réflexions
Le projet est implanté exactement à la limite du recul autorisé. Comme pour le COS, cela signifie qu'il n'y a aucune marge de manœuvre pour déplacer le bâtiment vers l'avant. La position est contrainte, ce qui peut avoir un impact sur l'aménagement du reste de la parcelle (parking, espaces verts).
Points de vigilance
Le PLU peut imposer des reculs différents sur les quatre côtés de la parcelle (par rapport à la voirie, aux voisins du fond, aux voisins de côté). Il faut tous les vérifier.
Points à retenir
- Les règles d'implantation (reculs) sont aussi contraignantes que les règles de surface (COS).
- La faisabilité réglementaire se vérifie en comparant le projet aux règles du PLU point par point.
Le saviez-vous ?
À Paris, les célèbres alignements d'immeubles haussmanniens sont le résultat de règles d'urbanisme très strictes imposées au 19ème siècle, qui définissaient la hauteur et le profil des façades sur rue pour créer une harmonie architecturale.
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le PLU imposait un recul de 7m, de combien de mètres le client devrait-il reculer son bâtiment ?
Question 5 : Calcul du temps de retour sur investissement brut
Principe
Un projet de construction commercial doit être rentable. Un des indicateurs les plus simples pour évaluer cette rentabilité est le temps de retour sur investissementIndicateur financier qui mesure le temps nécessaire pour récupérer le coût d'un investissement grâce aux flux de trésorerie qu'il génère. : combien d'années faudra-t-il pour que les revenus générés par l'activité remboursent le coût initial de la construction ?
Mini-Cours
Le temps de retour sur investissement brut (ou Payback Period) est une estimation rapide qui ne tient pas compte des charges d'exploitation (salaires, matières premières, énergie), des impôts, ou du coût du financement. Il donne néanmoins un premier ordre de grandeur très utile pour comparer des projets entre eux et juger de leur attrait économique initial.
Remarque Pédagogique
Cet indicateur est très apprécié des décideurs car il est simple à comprendre et répond à la question "Quand est-ce que je récupère ma mise ?". C'est un outil de communication puissant pour présenter la viabilité d'un projet.
Normes
Ce calcul relève de l'analyse financière et non de normes de construction. Il n'y a pas de "norme" pour le temps de retour, mais des seuils d'acceptabilité qui dépendent du secteur d'activité et de l'aversion au risque de l'investisseur (souvent entre 3 et 7 ans pour ce type de projet).
Formule(s)
Hypothèses
Nous supposons que le chiffre d'affaires (CA)Montant total des ventes de biens ou de services facturées par une entreprise sur un exercice comptable. est constant chaque année et qu'il est disponible dès la première année d'exploitation. C'est une simplification forte qui ignore la montée en puissance de l'activité.
Donnée(s)
- Coût Total de la Construction = 360 000 € (calculé en Q1)
- Chiffre d'Affaires (CA) Annuel Estimé = 90 000 €
Astuces
Pour une analyse un peu plus fine, on utilise souvent le bénéfice (ou EBE - Excédent Brut d'ExploitationSolde intermédiaire de gestion qui représente le résultat de l'activité courante de l'entreprise, sans prendre en compte les éléments financiers et exceptionnels.) à la place du chiffre d'affaires. Cela donne un temps de retour "net" plus réaliste.
Schéma (Avant les calculs)
Flux financiers simplifiés
Calcul(s)
Schéma (Après les calculs)
Remboursement de l'investissement
Réflexions
Un retour sur investissement brut de 4 ans est généralement considéré comme très attractif pour un projet immobilier commercial. Cela suggère que le projet est économiquement viable. Cependant, il faut rappeler au client que le retour "net" (après déduction de toutes les charges) sera plus long.
Points de vigilance
Le chiffre d'affaires est une estimation, souvent optimiste. Une analyse de sensibilitéTechnique financière qui consiste à faire varier un paramètre (ex: le chiffre d'affaires) pour mesurer son impact sur le résultat (ex: le temps de retour), afin d'évaluer le risque du projet. (que se passe-t-il si le CA est 20% plus bas ?) est indispensable pour mesurer le risque du projet.
Points à retenir
- La faisabilité économique est aussi importante que la faisabilité technique et réglementaire.
- Le temps de retour sur investissement est un indicateur simple et efficace pour une première évaluation.
Le saviez-vous ?
Le "Dutch Reach", ou la méthode hollandaise pour ouvrir sa portière de voiture afin de protéger les cyclistes, est un exemple d'investissement (un petit effort mental) avec un retour sur investissement (en sécurité) quasi infini. La rentabilité ne s'applique pas qu'à la finance !
FAQ
Résultat Final
A vous de jouer
Si le client est plus pessimiste et n'anticipe qu'un CA de 60 000 €/an, quel serait le nouveau temps de retour ?
Outil Interactif : Simulateur de Pression
Utilisez cet outil pour visualiser l'impact de la charge du bâtiment et de la surface de sa fondation sur la pression exercée sur le sol. La contrainte admissible du sol est fixée à 150 kN/m².
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Un projet de 300 m² est prévu sur un terrain de 1000 m² avec un COS max de 0.25. Le projet est-il conforme ?
2. Quelle est la conversion correcte pour 0.2 MPa ?
Glossaire
- Étude de Faisabilité
- Analyse préliminaire d'un projet pour déterminer sa viabilité technique, économique et réglementaire avant d'engager des ressources importantes.
- COS (Coefficient d'Occupation des Sols)
- Un ratio défini par le Plan Local d'Urbanisme (PLU) qui limite la surface de plancher constructible sur un terrain, afin de maîtriser la densité urbaine.
- Portance (ou Contrainte Admissible)
- La charge ou pression maximale qu'un sol peut supporter sans subir de rupture ou de tassement excessif. C'est une caractéristique clé déterminée par une étude géotechnique.
- Étude Géotechnique
- Ensemble des investigations (sondages, essais en laboratoire) permettant de déterminer les caractéristiques physiques et mécaniques d'un sol en vue d'un projet de construction.
D’autres exercices d’urbanisme :
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