Conception structurelle 1 : Trame, portée, franchissement, stabilité - Bruno THOMAS

La conception architecturale définie la structure qui constitue une part fondamentale de la construction.

Les étudiants, à leur arrivée dans une l’école d'architecture, possèdent une culture constructive.

Ce cours consacré aux structures se donne pour objectif de les conduire d’une connaissance intuitive à des savoirs théoriques. Il introduit les différentes matières portant sur les structures qui seront étudiées dans le champ STA, en les reliant à la conception architecturale.

Le cours présente différentes structures portantes et leurs fonctionnements, en décrivant les modes de cheminement des forces qui sont reprises et conduites jusqu'à leur équilibre en fondation dans le sol.

A cet effet, une approche intuitive et culturelle est privilégiée : les bases de l'équilibre des structures sont notamment expliquées par la visualisation des efforts internes aux ossatures de bâtiments ou d'ouvrages d'art, anciens ou contemporains jalonnant l'histoire de la construction, à l'aide d’outils graphiques et de modèles numériques.

Le cours débute par une analyse des charges et des conditions nécessaires pour que les forces soient en équilibre. Il se poursuit avec une présentation des notions d'effort, de contrainte, de résistance, de déformation et de rigidité, mais l'organisation du cours se développe essentiellement à partir de la notion de stabilité.

Les fonctions structurelles telles que porter, franchir et stabiliser sont introduites progressivement.

Dans le cours est analysées les diverses constitutions possibles d'un mur isolé, ce qui permet d’introduire les notions d’équilibre et de contrainte. La présentation de différentes conceptions de ce mur isolé permet de suivre l’évolution de ces notions lors du passage d’une construction massive en maçonnerie à une construction en ossature. Pour cette ossature le matériau bois est pris en exemple.

Ce mur est, ensuite, introduit dans un ensemble d’autres murs qui forme un bâtiment. Ainsi une nouvelle fonction structurelle, celle de porter soit un plancher soit une couverture, est associée à ce mur.

Le cours analyse en suite les ouvrages de franchissement par la présentation du fonctionnement d’une poutre quelconque par la similitude à une structure réticulée.

Puis il présente les structures sollicitées à la traction (câbles dans le plan, réseaux de câbles), celles sollicitées à la compression (colonnes, arcs, voûtes) et les structures combinant les sollicitations en traction et en compression (treillis, poutres, cadres, voiles et dalles).

Les phénomènes de l'instabilité des éléments comprimés et de ses conséquences sur la conception des structures porteuses sont introduits.

Les notions relatives au franchissement sont synthétisées dans la présentation de l'évolution de la conception de la charpente en bois.

Examen final portant sur le cours.

'L'art des structures 'Aurelio MUTTONI, Presses polytechniques et universitaires romandes

'Comment ça tient?' Mario SALVADORI éditions Parenthèses

Fiches de cours Bruno THOMAS