Analyse des structures 2 : compléments [ LBARC1261 ]

Ce cours initie à la conception architecturale des structures portantes. Il s'inscrit dans le processus continu d'apprentissage des formes structurales et de leur comportement.

Cet enseignement dispense les données fondamentales visant à :

• Enchainer toutes les étapes d'une analyse structurelle : identification des structures mécaniques, production d'un schéma statique, évaluation des sollicitations et dimensionnement
• Concevoir, pour le projet d'architecture, des structures efficaces et appropriées à leur usage
• Dialoguer avec l'ingénieur spécialisé dans ce domaine

A la fin de l'activité, les étudiants seront capables de :

• Analyser une structure dans son ensemble, à savoir :

- Formuler les sollicitations verticales et horizontales sollicitant une structure
- Produire le schéma statique y correspondant
- Formuler les conditions de stabilité d'ensemble
- Formuler les conditions de stabilité / instabilité d'un élément structurel isolé
- Analyser le comportement structurel des appuis et assemblages

• Utiliser les méthodes graphiques appliquées aux questions de la statique (structures comprimée, tendue et fléchie) et des déformations élastiques (structure fléchie)
   
• Utiliser les instruments analytiques appliquées aux principes d'équilibre, à la détermination des efforts internes et contraintes associées, à la détermination des déformations dans le cadre de structures comprimée, tendue et fléchie
   
• Formuler les conditions mécaniques d'hyperstaticité d'une structure y compris analyser des conditions de matérialité des appuis et assemblage
   
• Analyser l'influence de l'hyperstaticité sur le comportement mécanique d'une structure : intensité et nature des efforts aux appuis, intensité et répartition des sollicitations internes, dimensionnement

- Examen écrit durant les sessions d'examens.
L'évaluation comprend plusieurs questions ouvertes couvrant la théorie des structures, l'analyse critique et comparative de cas, la pratique des méthodes graphiques et analytiques. Elle a pour objectif de vérifier la capacité de l'étudiant à mettre en oeuvre les notions étudiées.
Les critères d'évaluation sont les suivants : précision des notions et concepts exposés, rigueur des écritures graphiques et mathématiques, qualité de la présentation et des justifications raisonnées, cohérence interne.
Aucun support écrit n'est autorisé pour l'examen.

- Epreuve écrite durant l'année en cours.
L'évaluation couvre l'analyse critique d'édifices construits. Elle a pour objectif de vérifier la capacité de l'étudiant à faire face à des situations complexes qui sont contextualisées. Les critères d'évaluation sont les suivants : rigueur de l'écriture, qualité de la présentation (vocabulaire, orthographe et syntaxe), pertinence des justifications raisonnées, cohérence interne.

Le niveau et le type de langage (mathématique, graphique et verbal) est adapté à chaque notion. Les supports sont variés : exposés oraux et matériaux écrits différents (syllabus détaillé, recueil d'exercices, transparents). Les approches proposées sont multiples :

- approche par présentation (cours magistraux),
- approche par problèmes (exercices encadrés),
- approche par projet (travail dirigé : analyse critique d'édifices construits).

La préparation (pré-lecture et préparation d'exercices) des rencontres est vivement conseillée.

Cet enseignement abordera de manière sensible, critique et contextualisée dans un processus donnant la priorité à une démarche réflexive, les contenus suivant :

- Les structures soumises à la traction : structure isostatique et hyperstatique, contrainte et déformation associées, dimensionnement.
- Les structures soumises à la compression :
     * éléments comprimés courts isostatique et hyperstatique, contrainte et déformation associées, dimensionnement
     * éléments comprimés élancés ' flambement
- Les structures soumises à la flexion : structure isostatique et hyperstatique, contraintes et déformations associées, dimensionnement.
- Les câbles : câble biarticulé de forme polygonale et courbe (modélisation et géométries, isostaticité, forces aux appuis et tension), contrainte associée.
- Les arcs : structure isostatique (modélisation et géométries, condition de stabilité, forces aux appuis et effort intérieur) et hyperstatique, contraintes associées.
- Les portiques : structure isostatique et hyperstatique, contraintes et déformation associées.

- Pirard A. "La Statique graphique", 3ème édition, Dunod, 1967.
- Muttoni A. "L'art des structures : Une introduction au fonctionnement des structures en architecture", Presses polytechniques et universitaires romandes, 2004.