Grattes ciel

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Grattes ciel

  1. 1. Exposé sur:Exposé sur: LES GRATTES-CIELLES GRATTES-CIEL Présenté par :Présenté par : SARAOUI SELMASARAOUI SELMA RAHMANI AMIRARAHMANI AMIRA
  2. 2. INTRODUCTION APERCU HISTORIQUE
  3. 3. 1884 - Le père des gratte-ciels: le Home1884 - Le père des gratte-ciels: le Home Insurance Building (Chicago)Insurance Building (Chicago) L'architecte William Le baron Jenney aL'architecte William Le baron Jenney a conçu à Chicago ce qui fut admisconçu à Chicago ce qui fut admis comme étant le premier gratte-ciel: lecomme étant le premier gratte-ciel: le Home Insurance Building. La structureHome Insurance Building. La structure de dix étages et 42m de hauteur futde dix étages et 42m de hauteur fut construite en 1884-1885 et détruite enconstruite en 1884-1885 et détruite en 1931. Principalement constitué d'acier1931. Principalement constitué d'acier et de briques, c'était le premieret de briques, c'était le premier bâtiment à posséder un squelette enbâtiment à posséder un squelette en métal lui permettant en plus de sonmétal lui permettant en plus de son exceptionnelle hauteur d'avoir uneexceptionnelle hauteur d'avoir une grande proportion de fenêtres.grande proportion de fenêtres. Le building était trois fois moins lourdLe building était trois fois moins lourd qu'il ne l'aurait été avec unequ'il ne l'aurait été avec une conception standard en pierre, à telconception standard en pierre, à tel point que sa construction futpoint que sa construction fut temporairement stoppée par lestemporairement stoppée par les services officiels pour permettre desservices officiels pour permettre des analyses complémentaires de sûreté.analyses complémentaires de sûreté. Le Home Insurance Building est unLe Home Insurance Building est un précurseur architectural de ce qui seraprécurseur architectural de ce qui sera appelé plus tard l'Ecole de Chicago.appelé plus tard l'Ecole de Chicago.
  4. 4. 1908 – Le Singer Building (New1908 – Le Singer Building (New York)York) Construit de 1906 àConstruit de 1906 à 1908, le Singer1908, le Singer Building fut le plusBuilding fut le plus haut gratte-ciel duhaut gratte-ciel du monde jusqu'en 1909.monde jusqu'en 1909. Il est composé de 47Il est composé de 47 étages pour uneétages pour une hauteur de 187m. Ilhauteur de 187m. Il fut démoli en 1968fut démoli en 1968 pour être remplacépour être remplacé par le One Libertypar le One Liberty Plaza.Plaza.
  5. 5. 1909 - Metropolitan Life1909 - Metropolitan Life Insurance Building (New York)Insurance Building (New York) Achevé en 1909, leAchevé en 1909, le Metropolitan LifeMetropolitan Life Insurance BuildingInsurance Building resta le plus hautresta le plus haut building du monde avecbuilding du monde avec 50 étages et 241m50 étages et 241m jusqu'en 1913. Il futjusqu'en 1913. Il fut démoli dans les annéesdémoli dans les années 50.50.
  6. 6. 1913 - Woolworth Building1913 - Woolworth Building (New York)(New York) Le Woolworth BuildingLe Woolworth Building fut construit en 1913fut construit en 1913 par l'architectepar l'architecte C.Gilbert dans unC.Gilbert dans un style néogothiquestyle néogothique inspiré par leinspiré par le parlement deparlement de Londres. Il a étéLondres. Il a été autrefois le siège deautrefois le siège de Frank Woolworth,Frank Woolworth, propiétaire d'unepropiétaire d'une chaîne de magasins.chaîne de magasins. Il fut le plus hautIl fut le plus haut bâtiment du mondebâtiment du monde jusqu'en 1930, avecjusqu'en 1930, avec 241m et 60 étages.241m et 60 étages.
  7. 7. 1930 - Dépassement des 300m: le1930 - Dépassement des 300m: le Chrysler Building (New York)Chrysler Building (New York) Le Chrysler Building, financé on n'en doute pas par la célèbre firme automobile Chrysler, fut construit de 1928 à 1930. Il arracha au Bank of Manhattan le titre de gratte-ciel le plus haut du monde culminant à 320m pour 77 étages. Il s'agit de la première construction habitable à dépasser les 300m et la hauteur de la tour Eiffel. Ce building reste encore majestueux, et pour certains le plus beau de Manhattan. L'architecte William Van Alen a fait de nombreuses références à l'industrie automobile de l'époque. Le plus flagrant exemple est la flèche couverte d'écailles évoquant des calandres d'automobiles, mais cet ornement n'aurait pourtant jamais dû voir le jour.
  8. 8. 1930 - Bank of Manhattan (New1930 - Bank of Manhattan (New York)York) Construit en 1929-1930 le Bank ofConstruit en 1929-1930 le Bank of america établira un nouveau recordamerica établira un nouveau record de hauteur avec 71 étages et 282m.de hauteur avec 71 étages et 282m. Il ne tiendra pas longtemps sonIl ne tiendra pas longtemps son record car dépassé la même annéerecord car dépassé la même année par le Chrysler Building.par le Chrysler Building. .. Le Bank of America s'appelleLe Bank of America s'appelle aujourd'hui le Trump Buildingaujourd'hui le Trump Building après le rachat du bâtiment paraprès le rachat du bâtiment par la société The Trump Companyla société The Trump Company en 1995en 1995
  9. 9. A l'origine, le sommet du bâtiment devaitA l'origine, le sommet du bâtiment devait se terminer par un dôme classique.se terminer par un dôme classique. Mais au moment de couvrir l'édificeMais au moment de couvrir l'édifice Chrysler s'est aperçu que saChrysler s'est aperçu que sa construction ne serait pas la plusconstruction ne serait pas la plus haute de New York, et donc du monde,haute de New York, et donc du monde, concurrencée par un autre building enconcurrencée par un autre building en construction. L'architecte trouva laconstruction. L'architecte trouva la solution avec cette fameuse flèchesolution avec cette fameuse flèche d'écailles si propre à Chrysler. Mais ced'écailles si propre à Chrysler. Mais ce fut peine perdue, le Chrysler Buildingfut peine perdue, le Chrysler Building ne détiendra ce record qu'une seulene détiendra ce record qu'une seule année, détrôné par l'Empire Stateannée, détrôné par l'Empire State Building en 1931.Building en 1931. L'histoire de ce gratte-ciel a toujoursL'histoire de ce gratte-ciel a toujours été liée à celle de son seul alter ego,été liée à celle de son seul alter ego, l'Empire State Building. Les deuxl'Empire State Building. Les deux buildings ont toujours été comparés,buildings ont toujours été comparés, étant incontestablement les deux plusétant incontestablement les deux plus majestueux de New York, mais lemajestueux de New York, mais le Chrysler Building ayant pour lui uneChrysler Building ayant pour lui une forme élancée perçant le ciel et brillantforme élancée perçant le ciel et brillant de mille feux la nuit tombée.de mille feux la nuit tombée.
  10. 10. L'historique des records: de 1931 à aujourd'huiL'historique des records: de 1931 à aujourd'hui    --1931 - La longévité: l'Empire State Building (New York):1931 - La longévité: l'Empire State Building (New York): En 1931 la construction de l'Empire State Building fut achevée. Ce géant de 381m et dépassant les 100 étages avec ses 102 niveaux restera le plus haut bâtiment du monde pendant plus de 40 ans. Ce n'est qu'en 1972 que les tours jumelles du World Trade Center lui prennent le record, mais l'Empire State Building redeviendra la tour la plus haute de New York après la destruction de ces dernières dans les attentats du 11 septembre 2001. L'Empire State Building tient son nom en référence à The Empire State (l'État empire), le surnom de l'État de New York.
  11. 11. Le pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir deLe pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir de point d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transportpoint d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transport transatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la hauteurtransatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la hauteur du building atteint les 449m.du building atteint les 449m. L'histoire du building fut assez mouvementée, la crise ayantL'histoire du building fut assez mouvementée, la crise ayant ruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses 4000 bureauxruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses 4000 bureaux restent inoccupés en 1933. Mais heureusement le film Kingrestent inoccupés en 1933. Mais heureusement le film King Kong lui donnera rapidement une renommé mondiale, et dansKong lui donnera rapidement une renommé mondiale, et dans les années 40 les bureaux seront tous loués. Le 28 juillet 1945les années 40 les bureaux seront tous loués. Le 28 juillet 1945 un bombardier B-25 Mitchell s'écrasa sur la face nord deun bombardier B-25 Mitchell s'écrasa sur la face nord de l'immeuble au niveau du 79e étage. Le bâtiment résistât aul'immeuble au niveau du 79e étage. Le bâtiment résistât au choc malgré d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40choc malgré d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40 minutes mais 13 personnes périrent dans l'accidentminutes mais 13 personnes périrent dans l'accident
  12. 12. Au 102ème et dernier étage se trouve un observatoireAu 102ème et dernier étage se trouve un observatoire permettant d'avoir une vue impressionnante sur Newpermettant d'avoir une vue impressionnante sur New York. L'éclairage du sommet de l'édifice varie enYork. L'éclairage du sommet de l'édifice varie en fonction des fêtes et de l'actualité.fonction des fêtes et de l'actualité. L'Empire State Building est selon l'American SocietyL'Empire State Building est selon l'American Society of Civil Engineers (l'association américaine desof Civil Engineers (l'association américaine des ingénieurs en génie civil) l'une des sept merveilles duingénieurs en génie civil) l'une des sept merveilles du monde moderne.monde moderne.
  13. 13. 1972 – Le World Trade Center1972 – Le World Trade Center (New York)(New York) Situé au sud de Manhattan, le World Trade Center était unSitué au sud de Manhattan, le World Trade Center était un complexe de sept immeubles d'affaires dont la construction acomplexe de sept immeubles d'affaires dont la construction a été réalisée entre 1969 et 1977 par l'architecte Minoruété réalisée entre 1969 et 1977 par l'architecte Minoru Yamasaki.Yamasaki. Les deux tours emblématiques du World Trade Center (WTC1 etLes deux tours emblématiques du World Trade Center (WTC1 et WTC2) devinrent lors de leur achèvement en 1972 (WTC1) etWTC2) devinrent lors de leur achèvement en 1972 (WTC1) et 1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du monde et resteront1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du monde et resteront les plus hauts gratte-ciels de New York (417 et 415 mètres, 110les plus hauts gratte-ciels de New York (417 et 415 mètres, 110 étages) jusqu'à la destruction de l'ensemble du site lors desétages) jusqu'à la destruction de l'ensemble du site lors des attentatsattentats du 11du 11 septembre 2001.septembre 2001.
  14. 14. La structure des tours était assez originale, utilisant enLa structure des tours était assez originale, utilisant en plus du noyau central une armature métalliqueplus du noyau central une armature métallique composée de 240 colonnes d'acier entourant chacuncomposée de 240 colonnes d'acier entourant chacun des deux bâtiments. Ceci, en plus de 10 000des deux bâtiments. Ceci, en plus de 10 000 amortisseurs inclus dans la structure, permettait uneamortisseurs inclus dans la structure, permettait une bonne résistance de l'édifice au vent.bonne résistance de l'édifice au vent. En 1993 les tours du World Trade Center subirentEn 1993 les tours du World Trade Center subirent une première attaque terroriste: le 26 février 1993une première attaque terroriste: le 26 février 1993 un camion chargé d'explosifs explosa dans leun camion chargé d'explosifs explosa dans le parking souterrain de la tour Nord, créant un cratèreparking souterrain de la tour Nord, créant un cratère de 30m et détruisant 4 niveaux, tuant 6 personnes etde 30m et détruisant 4 niveaux, tuant 6 personnes et blessant un millier d'autres. Cette attaque ayantblessant un millier d'autres. Cette attaque ayant créée de graves dommages, les deux tours restèrentcréée de graves dommages, les deux tours restèrent fermées pendant plusieurs mois.fermées pendant plusieurs mois. Les attaques du 11 septembres 2001 détruisirentLes attaques du 11 septembres 2001 détruisirent l'ensemble du site. Les tours avaient été conçuesl'ensemble du site. Les tours avaient été conçues pour résister à l'impact d'un avion de type Boeingpour résister à l'impact d'un avion de type Boeing 707, mais les appareils utilisés le 11 septembre707, mais les appareils utilisés le 11 septembre 2001 étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors2001 étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors des chocs ils endommagèrent considérablement lades chocs ils endommagèrent considérablement la structure interne des édifices et les incendies quistructure interne des édifices et les incendies qui suivirent, alimentés par le kérosène des appareils,suivirent, alimentés par le kérosène des appareils, engendra une trop forte température au niveau desengendra une trop forte température au niveau des structures métalliques si bien que les bâtimentsstructures métalliques si bien que les bâtiments s'effondrèrent en seulement quelques dizaines des'effondrèrent en seulement quelques dizaines de minutes.minutes.
  15. 15. 1973 – La Sears Tower1973 – La Sears Tower (Chicago)(Chicago) La Sears Tower futLa Sears Tower fut construite entre 1970 etconstruite entre 1970 et 1973, elle est une œuvre1973, elle est une œuvre de l'architecte Brucede l'architecte Bruce Graham.Graham. Dépassant le WorldDépassant le World Trade Center, elle devintTrade Center, elle devint la plus haute tour dula plus haute tour du monde avec 442 mètresmonde avec 442 mètres et 110 étages. Les deuxet 110 étages. Les deux mats de télévision qui lamats de télévision qui la surmonte lui confèrentsurmonte lui confèrent une taille totale de 520une taille totale de 520 mètres. Elle est à ce jourmètres. Elle est à ce jour l'immeuble le plus hautl'immeuble le plus haut des États-Unis.des États-Unis.
  16. 16. 1998 – Les tours Petronas1998 – Les tours Petronas (Kuala Lumpur)(Kuala Lumpur) Les tours jumelles PetronasLes tours jumelles Petronas de l'architecte Cesarde l'architecte Cesar Antonio Pelli sont deuxAntonio Pelli sont deux gratte-ciels de Kualagratte-ciels de Kuala Lumpur en Malaisie qui ontLumpur en Malaisie qui ont été inaugurés en 1998,été inaugurés en 1998, après une construction de 6après une construction de 6 ans. Du haut de leurs 452ans. Du haut de leurs 452 mètres et 88 étages, cesmètres et 88 étages, ces tours sont devenues lestours sont devenues les plus hautes du monde. Uneplus hautes du monde. Une passerelle en acier relie lespasserelle en acier relie les deux tours à 170 mètres dudeux tours à 170 mètres du sol au niveau des 41ème etsol au niveau des 41ème et 42ème étages. Le coût du42ème étages. Le coût du projet s'est élevé à 1.6projet s'est élevé à 1.6 milliards de dollars.milliards de dollars.
  17. 17. La société Petroliam Nasional Berhad, plusLa société Petroliam Nasional Berhad, plus connu sous le nom de Petronas, estconnu sous le nom de Petronas, est devenue associée et co-développeur dudevenue associée et co-développeur du projet. Pour le siège social de Petronas leprojet. Pour le siège social de Petronas le bâtiment devait être identifiable commebâtiment devait être identifiable comme typiquement Malaisien: le styletypiquement Malaisien: le style architectural du bâtiment était alors défini.architectural du bâtiment était alors défini. Une polémique éclata sur la hauteur duUne polémique éclata sur la hauteur du bâtiment. L'élément supérieur de labâtiment. L'élément supérieur de la structure étant considéré par certainsstructure étant considéré par certains comme un ajout au même titre qu'unecomme un ajout au même titre qu'une antenne, alors que ses concepteurs yantenne, alors que ses concepteurs y voient une flèche partie intégrante de lavoient une flèche partie intégrante de la structure. Sans cet élément les toursstructure. Sans cet élément les tours Petronas ne seraient pas les plus hautesPetronas ne seraient pas les plus hautes du monde, devenant moins grandes que ladu monde, devenant moins grandes que la Sears Tower de Chicago. Il sembleraitSears Tower de Chicago. Il semblerait qu'au final cet élément soit considéréqu'au final cet élément soit considéré comme une flèche et donne ainsi raison àcomme une flèche et donne ainsi raison à ses concepteurs.ses concepteurs.
  18. 18. 2004 - Taipei 1012004 - Taipei 101 (Taiwan)(Taiwan) Taipei 101 est en coursTaipei 101 est en cours d'achèvement dans la ville ded'achèvement dans la ville de Taipei à Taiwan, devenant le plusTaipei à Taiwan, devenant le plus haut gratte-ciel du monde.haut gratte-ciel du monde. L'édifice a été réalisé par leL'édifice a été réalisé par le groupement d'architectes C.Y.groupement d'architectes C.Y. Lee & Partners Architects. La tourLee & Partners Architects. La tour est capable d'abriter 12 000est capable d'abriter 12 000 personnes, culmine à 508 mètrespersonnes, culmine à 508 mètres et compte 101 étages divisés enet compte 101 étages divisés en huit sections. Parmi ses 34huit sections. Parmi ses 34 ascenseurs certains parviennentascenseurs certains parviennent au 90e étage en 39 secondes.au 90e étage en 39 secondes.
  19. 19. Entre autres curiosités, uneEntre autres curiosités, une boule d'acier de 800 tonnesboule d'acier de 800 tonnes a été suspendue au 88ea été suspendue au 88e étage de la tour. Elle a uneétage de la tour. Elle a une amplitude d'oscillationamplitude d'oscillation pouvant aller jusqu'à 1,5pouvant aller jusqu'à 1,5 mètre, permettant d'amortirmètre, permettant d'amortir jusqu'à 40% du mouvementjusqu'à 40% du mouvement de l'édifice lors de ventsde l'édifice lors de vents violents dus aux ouragans,violents dus aux ouragans, d'un tremblement de terred'un tremblement de terre ou d'une collision avec unou d'une collision avec un aéronef léger.aéronef léger. L'aménagement de cetteL'aménagement de cette boule et de sa chambre aboule et de sa chambre a été traité comme uneété traité comme une œuvre de design.œuvre de design.
  20. 20. Gratte-ciels: des tours toujoursGratte-ciels: des tours toujours plus hautes !plus hautes ! Le mot skyscraper, qui veut dire gratte-ciel en anglais, était àLe mot skyscraper, qui veut dire gratte-ciel en anglais, était à l'origine un surnom donné au grand mât d'un bateau.l'origine un surnom donné au grand mât d'un bateau. Aujourd'hui le mot est exclusivement employé pour seAujourd'hui le mot est exclusivement employé pour se rapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut querapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut que la moyenne, communément plus haut que 500 pieds (152la moyenne, communément plus haut que 500 pieds (152 mètres).mètres). La hauteur des gratte-ciels n'est pas quelque choseLa hauteur des gratte-ciels n'est pas quelque chose d'exactement quantifiable, plusieurs définitions existant.d'exactement quantifiable, plusieurs définitions existant. Dans la suite du dossier je me baserai sur la hauteurDans la suite du dossier je me baserai sur la hauteur structurelle, généralement reprise comme hauteur officiellestructurelle, généralement reprise comme hauteur officielle et définissant le point le plus haut de la structure duet définissant le point le plus haut de la structure du bâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totalebâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totale (atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter jusqu'à(atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter jusqu'à une centaine de mètres) et de la hauteur accessible (point leune centaine de mètres) et de la hauteur accessible (point le plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).
  21. 21. Jusqu'au 19ème siècle, les bâtiments deJusqu'au 19ème siècle, les bâtiments de plus de six étages étaient rares. Ilplus de six étages étaient rares. Il était inconcevable de monterétait inconcevable de monter quotidiennement autant d'étages enquotidiennement autant d'étages en escalier. En outre, la pression deescalier. En outre, la pression de l'eau courante n'était pas suffisantel'eau courante n'était pas suffisante pour s'élever à plus de 15m. Lepour s'élever à plus de 15m. Le développement de l'acier, du bétondéveloppement de l'acier, du béton armé, des pompes à eau etarmé, des pompes à eau et l'apparition de l'ascenseur ont par lal'apparition de l'ascenseur ont par la suite rendu possible la constructionsuite rendu possible la construction de bâtiments bien plus hauts,de bâtiments bien plus hauts, pouvant dépasser les 300 mètres.pouvant dépasser les 300 mètres. Les gratte-ciels sont apparus pour laLes gratte-ciels sont apparus pour la première fois dans les régions depremière fois dans les régions de New York et de Chicago vers la fin duNew York et de Chicago vers la fin du 19ème siècle. Le grand incendie de19ème siècle. Le grand incendie de Chicago, qui détruisit une grandeChicago, qui détruisit une grande partie du centre ville, a permis l'essorpartie du centre ville, a permis l'essor de cette nouvelle approchede cette nouvelle approche architecturale permettant de fairearchitecturale permettant de faire face au prix élevé du terrain. A ceface au prix élevé du terrain. A ce moment les gratte-ciels étaientmoment les gratte-ciels étaient uniquement fonctionnels, l'aspectuniquement fonctionnels, l'aspect extérieur passant au second plan.extérieur passant au second plan.
  22. 22. C'est à partir du 20ème siècle qu'uneC'est à partir du 20ème siècle qu'une approche esthétique se développa, leapproche esthétique se développa, le gratte-ciel présentant avant tout unegratte-ciel présentant avant tout une vision de prestige que recherchait lesvision de prestige que recherchait les investisseurs et architectes, avec lainvestisseurs et architectes, avec la renommé de posséder le plus hautrenommé de posséder le plus haut gratte-ciel du monde et allant mêmegratte-ciel du monde et allant même jusqu'à éclairer le bâtiment la nuit. Maisjusqu'à éclairer le bâtiment la nuit. Mais le gratte-ciel reste un bâtimentle gratte-ciel reste un bâtiment fonctionnel, accueillant des bureauxfonctionnel, accueillant des bureaux loués pour rentabiliser la construction.loués pour rentabiliser la construction. La hauteur des gratte-ciels semble neLa hauteur des gratte-ciels semble ne pas connaître de limite, chaque nouveaupas connaître de limite, chaque nouveau matériau inventé pouvant être mis àmatériau inventé pouvant être mis à profit pour la construction d'un nouveauprofit pour la construction d'un nouveau bâtiment susceptible de posséder lebâtiment susceptible de posséder le record. Les 40m de hauteur des premiersrecord. Les 40m de hauteur des premiers buildings paraissent bien dérisoiresbuildings paraissent bien dérisoires aujourd'hui, plusieurs gratte-ciels actuelsaujourd'hui, plusieurs gratte-ciels actuels dépassant les 400m, voir même 500m,dépassant les 400m, voir même 500m, mais l'innovation et la volonté humainemais l'innovation et la volonté humaine est encore en route, préparant desest encore en route, préparant des monstres approchant voir dépassant lemonstres approchant voir dépassant le kilomètre de hauteur.kilomètre de hauteur.
  23. 23. CONCEPTION DES STRUCTURES
  24. 24. 1-Conception des1-Conception des structures:structures: Le choix d’une ossature poteauxLe choix d’une ossature poteaux poutres en acier constitue un vraipoutres en acier constitue un vrai parti constructifpour les grattes ciel.parti constructifpour les grattes ciel. Pour garantir l’objectif d’un délaiPour garantir l’objectif d’un délai d’exécution court, il estd’exécution court, il est indispensable, dès la conception, deindispensable, dès la conception, de prendre en compte un certainprendre en compte un certain nombre de critères déterminants :nombre de critères déterminants : • Contraintes architecturales• Contraintes architecturales • Portée des ossatures et des• Portée des ossatures et des planchersplanchers • Tenue à la corrosion• Tenue à la corrosion • Encombrement des éléments de• Encombrement des éléments de structurestructure • Exigences essentielles : protection• Exigences essentielles : protection au feu, acoustique, thermique.au feu, acoustique, thermique.
  25. 25. Spécifiques à chaque projet et d’origines variées, elles sont souvent multiples et imbriquées. Sans en dresser une liste exhaustive, citons à titre d’exemple : - les règles d’urbanisme qui précisent l’alignement de la façade principale, le prospect, les retraits des niveaux supérieurs,…; - les points d’appui obligés à cause de la nature du sol ou pour des raisons architecturales ; - la volonté d’expression des ossatures à l’extérieur ; - les épaisseurs de plancher réduites en raison du gabarit pour une optimisation des rendements entre surface foncière et surface construite ; - les retombées de poutres à réduire ou supprimer ; - les passages libres à conserver nécessitant l’aménagement des palées de stabilité ; - les formes spécifiques en façade ou en toiture (courbes, angles). Influençant le parti constructif, toutes ces contraintes ne peuvent faire l’objet d’une préconception. Toutefois, un certain nombre de dispositions peut être envisagé pour conserver une même logique constructive. ContraintesContraintes architecturales:architecturales:
  26. 26. Portées des ossatures et des planchers:Portées des ossatures et des planchers: La portée des éléments d’ossature du plancher est déterminéeLa portée des éléments d’ossature du plancher est déterminée par l’application des règles de calcul.par l’application des règles de calcul. Les principaux critères qui vont faire varier la portée desLes principaux critères qui vont faire varier la portée des ossatures et des planchers sont :ossatures et des planchers sont : • incorporation ou non des poutres métalliques dans la dalle• incorporation ou non des poutres métalliques dans la dalle béton,béton, • mise en œuvre avec ou sans étai,• mise en œuvre avec ou sans étai, • simple ou double nappe de poutres.• simple ou double nappe de poutres. Une ossature de plancher à une seule nappe de poutres et desUne ossature de plancher à une seule nappe de poutres et des poteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois sont despoteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois sont des options constructives plus économiques. La double nappeoptions constructives plus économiques. La double nappe augmente le nombre d’éléments et d’assemblages, lesaugmente le nombre d’éléments et d’assemblages, les poteaux apparents en façade nécessitent des protectionspoteaux apparents en façade nécessitent des protections complémentaires, des traitements d’étanchéité et augmententcomplémentaires, des traitements d’étanchéité et augmentent la portée des poutres.la portée des poutres. Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + plaques) :Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + plaques) : e / 10 cme / 10 cm
  27. 27. *Encombrement des éléments*Encombrement des éléments porteurs:porteurs: Le système de points porteurs libère davantage de surface qu’unLe système de points porteurs libère davantage de surface qu’un système par éléments linéaires comme les murs et refends.système par éléments linéaires comme les murs et refends. En effet, par rapport à leur capacité de charges, les profilsEn effet, par rapport à leur capacité de charges, les profils laminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont deslaminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont des sections réduites. Une conception habile permet de faire coïncidersections réduites. Une conception habile permet de faire coïncider les poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi d’absorberles poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi d’absorber les retombées éventuelles.les retombées éventuelles. Seulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans lesSeulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans les cloisons séparatives.cloisons séparatives. Incorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, lesIncorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, les cloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent lescloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent les réponses à la plupart des exigences à respecter.réponses à la plupart des exigences à respecter. Selon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutreSelon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutre métallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu souventmétallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu souvent satisfaisante.satisfaisante.   
  28. 28.                                                    Bâtiment type : solution béton Bâtiment type : solution acier
  29. 29. 2-Les poteaux:2-Les poteaux: Les H et les profils creux, ronds ou carrés, sont lesLes H et les profils creux, ronds ou carrés, sont les produits sidérurgiques les mieux adaptés pour réaliserproduits sidérurgiques les mieux adaptés pour réaliser un poteau.un poteau. En effet, le flambement d’un profil variant suivant laEn effet, le flambement d’un profil variant suivant la direction du plan de flambement, le dimensionnementdirection du plan de flambement, le dimensionnement des poteaux est conduit par la plus petite valeur dedes poteaux est conduit par la plus petite valeur de résistance.résistance. En raison de ce critère, les sections de poteaux àEn raison de ce critère, les sections de poteaux à moment d’inertie égaux sont les plus performants et lesmoment d’inertie égaux sont les plus performants et les plus économiques.plus économiques. L’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est toutefoisL’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est toutefois possible sous réserve de la mise en place d’un maintienpossible sous réserve de la mise en place d’un maintien contre le flambement exécuté dans la direction de lacontre le flambement exécuté dans la direction de la plus faible inertie.plus faible inertie. Les poteaux d’une ossature métallique sont destinés àLes poteaux d’une ossature métallique sont destinés à transmettre les charges verticales d’un plancher àtransmettre les charges verticales d’un plancher à l’autre vers l’infrastructure ou les fondations et sontl’autre vers l’infrastructure ou les fondations et sont soumis à des contraintes axiales.soumis à des contraintes axiales. Certains sont amenés à participer au contreventement etCertains sont amenés à participer au contreventement et à la reprise des charges horizontales.à la reprise des charges horizontales. En général, un cheminement court pour la transmissionEn général, un cheminement court pour la transmission des charges vers le sol grâce à la réduction du nombredes charges vers le sol grâce à la réduction du nombre d’éléments de construction contribue à une conceptiond’éléments de construction contribue à une conception optimisée de l’ossature. La position des poteaux estoptimisée de l’ossature. La position des poteaux est donc très déterminante pour le système porteur etdonc très déterminante pour le système porteur et l’ensemble de l’ouvrage.l’ensemble de l’ouvrage.
  30. 30. 2-Descentes de charges:2-Descentes de charges: La détermination de la charge totale maximale qui sollicite un poteauLa détermination de la charge totale maximale qui sollicite un poteau s’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées par les zoness’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées par les zones de plancher situées au-dessus du niveau considéré, à l’aplomb dude plancher situées au-dessus du niveau considéré, à l’aplomb du poteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un ordre de grandeur depoteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un ordre de grandeur de dimensionnement, nous vous présentons une méthode simplifiée.dimensionnement, nous vous présentons une méthode simplifiée. A chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher dont lesA chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher dont les charges sont reportées sur le poteau.charges sont reportées sur le poteau. Cette surface est définie selon deux directions orthogonales, le plusCette surface est définie selon deux directions orthogonales, le plus souvent le sens des files porteuses d’une part et le senssouvent le sens des files porteuses d’une part et le sens perpendiculaire d’autre part (solives, prédalles, bacs métalliques,…) ;perpendiculaire d’autre part (solives, prédalles, bacs métalliques,…) ; elle est donc le produit de deux longueurs mesurées par rapport àelle est donc le produit de deux longueurs mesurées par rapport à l’écartement des poteaux.l’écartement des poteaux. La surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des poidsLa surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des poids surfaciques dépendant de la nature des charges et de la destination dusurfaciques dépendant de la nature des charges et de la destination du bâtiment (charges d’exploitation, poids propre).bâtiment (charges d’exploitation, poids propre). Cette opération est renouvelée pour tous les niveaux placées au-Cette opération est renouvelée pour tous les niveaux placées au- dessus de la section considérée afin d’obtenir le cumul des chargesdessus de la section considérée afin d’obtenir le cumul des charges arrivant sur la fondation.arrivant sur la fondation. Dégressivité des profilsDégressivité des profils Sur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteauSur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteau augmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges peutaugmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges peut être compensé par une adaptation des caractéristiques du profilêtre compensé par une adaptation des caractéristiques du profil (dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses capacités(dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses capacités portantes.portantes. Les laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cetteLes laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cette souplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété dessouplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété des séries.séries.
  31. 31. 3-Liaison au niveau des poteaux:3-Liaison au niveau des poteaux: **Pieds de poteaux:Pieds de poteaux: La transmission des efforts des poteaux vers les fondations doitLa transmission des efforts des poteaux vers les fondations doit être correctement assurée. Pour que les efforts concentrés dansêtre correctement assurée. Pour que les efforts concentrés dans de petites sections soient répartis sur la surface d’appui, onde petites sections soient répartis sur la surface d’appui, on utilise des plaques d’assise. La pression ainsi exercée sur leutilise des plaques d’assise. La pression ainsi exercée sur le béton ne dépasse pas les limites des contraintes admissibles. Lesbéton ne dépasse pas les limites des contraintes admissibles. Les poteaux ne transmettant pas de moments de flexion auxpoteaux ne transmettant pas de moments de flexion aux fondations sont dits pendulaires. Ils sont ancrés à l’aide defondations sont dits pendulaires. Ils sont ancrés à l’aide de boulons d’ancrages légers traversant la plaque d’assise.boulons d’ancrages légers traversant la plaque d’assise. Afin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le piedAfin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le pied de poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. Selon lade poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. Selon la nature de l’assemblage à réaliser, on distingue :nature de l’assemblage à réaliser, on distingue : •• ArticulationArticulation C’est le type d’assemblage utilisé de préférence pour lesC’est le type d’assemblage utilisé de préférence pour les constructions courantes de bâtiments d’habitation.constructions courantes de bâtiments d’habitation. Plusieurs techniques existent pour réaliser une articulation.Plusieurs techniques existent pour réaliser une articulation. L’exemple suivant comporte une plaque d’extrémité et une plaqueL’exemple suivant comporte une plaque d’extrémité et une plaque d’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux déformationsd’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux déformations dues à l’articulationdues à l’articulation
  32. 32.                                                                                                                 coupe AA et coupe BB                                               1 - Poteau HEA 2 - Plancher RDC 3 - Platine d'extrémité 4 - Tige d'ancrage 5 -Plaque d'assise  Vue en plan
  33. 33. 1. La plaque d’assise est mise en place avec les tiges d’ancrage1. La plaque d’assise est mise en place avec les tiges d’ancrage filetées au moment du coulage du béton.filetées au moment du coulage du béton. 2. La charpente est dressée puis boulonnée après durcissement du2. La charpente est dressée puis boulonnée après durcissement du béton.béton. Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de pré-Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de pré- scellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une charpentescellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une charpente métallique. En revanche, il est indispensable d’être précis lors de lamétallique. En revanche, il est indispensable d’être précis lors de la pose de la plaque d’assise.pose de la plaque d’assise. Un réglage de la structure est toujours possible en perçant desUn réglage de la structure est toujours possible en perçant des trous au double du diamètre des boulons.trous au double du diamètre des boulons. Encastrement:Encastrement: Les tiges filetées sont mises en place au moment du coulage duLes tiges filetées sont mises en place au moment du coulage du béton.béton. Le poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée deLe poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée de quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du poteau.quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du poteau. La plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante consiste àLa plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante consiste à placer des raidisseurs mais la première solution est globalementplacer des raidisseurs mais la première solution est globalement plus économique : plus de matière, moins de travail en atelier.plus économique : plus de matière, moins de travail en atelier. Exemple de pied de poteau encastréExemple de pied de poteau encastré
  34. 34. 1 - Poteau HEA1 - Poteau HEA 2 - Plancher RDC2 - Plancher RDC 3 - Platine d'extrémité3 - Platine d'extrémité 4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton 5 - Cale5 - Cale 6 - Il est possible d'aménager une cavité pour le coulage du béton6 - Il est possible d'aménager une cavité pour le coulage du béton coupe BBcoupe BB Exemple de pied de poteau encastré
  35. 35. Les tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, unLes tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, un écart de 3 à 5 cm est maintenu entre la face supérieure des fondations etécart de 3 à 5 cm est maintenu entre la face supérieure des fondations et la face inférieure de la plaque d’assise. Au cours du montage, le poteaula face inférieure de la plaque d’assise. Au cours du montage, le poteau est posé sur des cales et des coins permettant de régler ultérieurement saest posé sur des cales et des coins permettant de régler ultérieurement sa position. Après ce réglage, un béton de qualité est coulé dans l’intervalleposition. Après ce réglage, un béton de qualité est coulé dans l’intervalle et les cales sont retirées dès sa prise.et les cales sont retirées dès sa prise. • Jonction de poteaux:• Jonction de poteaux: Dans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés enDans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés en plusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant boutplusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant bout à bout deux tronçons.à bout deux tronçons. Joint de poteaux par platine d'extrémitéJoint de poteaux par platine d'extrémité Le joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus duLe joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus du niveau brut de la dalle afin d’en améliorer son accessibilité et leniveau brut de la dalle afin d’en améliorer son accessibilité et le confort de travail sur le chantier.confort de travail sur le chantier. ** Autres méthodes de jonction de poteaux:Autres méthodes de jonction de poteaux: 1 - Tronçons soudés1 - Tronçons soudés 2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées 3 - Raidisseurs et plaques d'about (croisement de poutre et de poteaux)3 - Raidisseurs et plaques d'about (croisement de poutre et de poteaux) Les éléments de poteaux peuvent représenter une ou deux hauteurs d’étages. SelonLes éléments de poteaux peuvent représenter une ou deux hauteurs d’étages. Selon le projet, le recours à des tronçons de grande longueur permet d’améliorer lale projet, le recours à des tronçons de grande longueur permet d’améliorer la productivité du chantier.productivité du chantier.
  36. 36. 3- Les poutres:3- Les poutres: Les IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus couramment utilisésLes IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus couramment utilisés pour former une poutre.pour former une poutre. Il est aussi possible d’employer des profils de gamme HE A/B et UAP.Il est aussi possible d’employer des profils de gamme HE A/B et UAP. La disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solivesLa disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solives perpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et laperpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et la rapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques desrapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques des volumes de bâtiments d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisationvolumes de bâtiments d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisation d’une nappe simple de poutres, solution plus économique.d’une nappe simple de poutres, solution plus économique. En effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la poutre (et doncEn effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la poutre (et donc sa dimension) est directement dépendante de l’épaisseur du plancher etsa dimension) est directement dépendante de l’épaisseur du plancher et conditionne son implantation.conditionne son implantation.
  37. 37. *Portée des poutres:*Portée des poutres: L’acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantesL’acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantes dans les ossatures de type filaire.dans les ossatures de type filaire. Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15 mètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissementsmètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissements importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle,importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle, halls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de bureaux, lieuxhalls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de bureaux, lieux d’exposition).d’exposition). Des portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dontDes portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dont la densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur dula densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur du plancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alorsplancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alors élevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cetteélevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cette disposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitivedisposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitive basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres).basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres). Ce dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets deCe dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets de bâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieuxbâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieux d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences universitaires,d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences universitaires, …).…).
  38. 38. *Implantation de la poutre:*Implantation de la poutre: Deux implantations sont possibles.Deux implantations sont possibles. 1-1-La poutre est positionnée sous la dalleLa poutre est positionnée sous la dalle:: •• La dalle portée peut être mince (en fonctionLa dalle portée peut être mince (en fonction de la capacité porteuse de l’élément et desde la capacité porteuse de l’élément et des contraintes acoustiques).contraintes acoustiques). • La poutre apparente doit être incluse en• La poutre apparente doit être incluse en cloisons ou habillée pour la sécuritécloisons ou habillée pour la sécurité incendie.incendie. • L’addition de connecteurs permet• L’addition de connecteurs permet d’exploiter les capacités des structuresd’exploiter les capacités des structures mixtes.mixtes. Dans cette configuration, un profil IPE 270 deDans cette configuration, un profil IPE 270 de nuance S355 permet les portéesnuance S355 permet les portées maximales suivantes :maximales suivantes : 4 m = longueur de la poutre épaisseur de4 m = longueur de la poutre épaisseur de dalle : 16 à 18 cmdalle : 16 à 18 cm 6 m = élément perpendiculaire charges6 m = élément perpendiculaire charges d’exploitation : logement.d’exploitation : logement. Lorsque les poutres sont disposées sous laLorsque les poutres sont disposées sous la dalle, le plenum peut être utilisé pour ledalle, le plenum peut être utilisé pour le passage des canalisations, gaines etpassage des canalisations, gaines et fileries. Il convient en outre de prendrefileries. Il convient en outre de prendre certaines dispositions au droit des paroiscertaines dispositions au droit des parois verticales, notamment en matière deverticales, notamment en matière de protection au feu et d’acoustique.protection au feu et d’acoustique.
  39. 39. La poutre est incorporée dans laLa poutre est incorporée dans la dalledalle.. • 40 à 50 mm mini au-dessus de• 40 à 50 mm mini au-dessus de la poutre sont nécessaires pourla poutre sont nécessaires pour l’enrobage des aciers.l’enrobage des aciers. • La poutre ainsi enrobée possède• La poutre ainsi enrobée possède une stabilité au feu de 30 à 60une stabilité au feu de 30 à 60 min selon l’exposition de lamin selon l’exposition de la semelle inférieure.semelle inférieure. • Les éléments du plancher• Les éléments du plancher prennent appui sur l’aile inférieureprennent appui sur l’aile inférieure de la poutre.de la poutre. La poutre de riveLa poutre de rive Dans le sens porteur, un profil enDans le sens porteur, un profil en U placé en rive permet de jouer àU placé en rive permet de jouer à la fois le rôle porteur et lala fois le rôle porteur et la fonction d’arrêt de coulée.fonction d’arrêt de coulée. Dans le sens perpendiculaire auxDans le sens perpendiculaire aux files porteuses, l’arrêt de couléefiles porteuses, l’arrêt de coulée est généralement assuré par uneest généralement assuré par une tôle pliétôle plié
  40. 40. L’assemblage désigne un dispositifL’assemblage désigne un dispositif constructif destiné à réunirconstructif destiné à réunir ensemble deux ou plusieursensemble deux ou plusieurs pièces de sorte d’assurer lapièces de sorte d’assurer la bonne transmission des efforts.bonne transmission des efforts. Ce paragraphe a pour but deCe paragraphe a pour but de présenter quelques règlesprésenter quelques règles simples sans entrer dans lessimples sans entrer dans les calculs de vérification de lacalculs de vérification de la résistance des assemblages. Lerésistance des assemblages. Le choix de bonnes dispositionschoix de bonnes dispositions constructives permet d’obtenirconstructives permet d’obtenir des résultats satisfaisants.des résultats satisfaisants. 4-Les assemblages: Nœud poteau/poutre/palée 31 logements (Reims)
  41. 41. 5-La stabilité :5-La stabilité : Les dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’uneLes dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’une construction. Le système de contreventement de l’ossature agit contre lesconstruction. Le système de contreventement de l’ossature agit contre les sollicitations horizontales et plus particulièrement les efforts dus au vent,sollicitations horizontales et plus particulièrement les efforts dus au vent, assurant la stabilité latérale du bâtiment. Ces efforts s’appliquent en premier surassurant la stabilité latérale du bâtiment. Ces efforts s’appliquent en premier sur la « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc d’abord dans les plansla « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc d’abord dans les plans formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent les dispositifs de stabilité.formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent les dispositifs de stabilité. Les éléments de stabilité verticaux sensibles à la torsion (croix, portiques,Les éléments de stabilité verticaux sensibles à la torsion (croix, portiques, panneaux) doivent être disposés selon deux directions non parallèles et danspanneaux) doivent être disposés selon deux directions non parallèles et dans trois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à unetrois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à une disposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins troisdisposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins trois contreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux agissantcontreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux agissant suivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris (directions x etsuivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris (directions x et y) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux premiers un coupley) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux premiers un couple résistant à la torsion.résistant à la torsion. *Plan vertical:*Plan vertical: Mise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un panneauMise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un panneau rigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de deux poteaux etrigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de deux poteaux et de deux traverses horizontales.de deux traverses horizontales. *Plan horizontal:*Plan horizontal: Effet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchersEffet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchers d’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité dud’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité du bâtiment.bâtiment. Ils transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de stabilitéIls transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de stabilité auxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut constituer unauxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut constituer un diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une triangulation.diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une triangulation. C’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ouC’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ou insuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres dansinsuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres dans le bâtiment.le bâtiment.
  42. 42. Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes suivants :Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes suivants : • Travées triangulées• Travées triangulées • Portiques• Portiques • Noyaux• Noyaux • Panneaux massifs de contreventement• Panneaux massifs de contreventement • Construction de type tubulaire (immeubles de grande hauteur)• Construction de type tubulaire (immeubles de grande hauteur) Pour l’application en bâtiments courants d’habitation, le référentiel PRISM développe iciPour l’application en bâtiments courants d’habitation, le référentiel PRISM développe ici essentiellement les trois premiers procédés.essentiellement les trois premiers procédés. *Palées triangulées:*Palées triangulées: Économique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour desÉconomique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour des bâtiments de hauteur faible à moyenne.bâtiments de hauteur faible à moyenne. Pour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs barresPour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs barres métalliques formant une triangulation dans une partie de l’ossature dans le planmétalliques formant une triangulation dans une partie de l’ossature dans le plan vertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à des efforts normaux (tractions ouvertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à des efforts normaux (tractions ou compressions) et forment des palées de stabilité.compressions) et forment des palées de stabilité. Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs étages.Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs étages.
  43. 43. 6-Noyaux:6-Noyaux: L’ossature métallique peutL’ossature métallique peut être stabilisée par des tubesêtre stabilisée par des tubes verticaux réalisés en béton.verticaux réalisés en béton. Ces cages servent à abriterCes cages servent à abriter les circulations verticalesles circulations verticales (escalier, ascenseur,(escalier, ascenseur, canalisations), le matériaucanalisations), le matériau leur apportant la protectionleur apportant la protection au feu requise. Ce doubleau feu requise. Ce double usage occupe un espaceusage occupe un espace restreint.restreint. Les poutres et les dalles deLes poutres et les dalles de plancher doivent êtreplancher doivent être rendues solidaires du noyau.rendues solidaires du noyau. Les attaches doivent tenirLes attaches doivent tenir compte des différences decompte des différences de tolérance entre les deuxtolérance entre les deux matériaux afin de permettrematériaux afin de permettre la reprise des charges dès lala reprise des charges dès la mise en service.mise en service.
  44. 44. 6-La trame6-La trame :: Une trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à laUne trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à la conception.conception. Cette trame est définie à la fois en fonction des contraintes deCette trame est définie à la fois en fonction des contraintes de distribution spatiale et des capacités porteuses des éléments dudistribution spatiale et des capacités porteuses des éléments du plancher (poutres et panneaux) afin d’obtenir une conceptionplancher (poutres et panneaux) afin d’obtenir une conception optimisée et économique.optimisée et économique. L’incorporation des éléments de structure (poutres et/ou poteaux)L’incorporation des éléments de structure (poutres et/ou poteaux) dans les parois de façade ou séparatives intérieures doit êtredans les parois de façade ou séparatives intérieures doit être recherchée.recherchée.
  45. 45. ETUDE DE QUELQUESETUDE DE QUELQUES EXEMPLEEXEMPLE
  46. 46. The New York TimesThe New York Times Building, New York City (NY)Building, New York City (NY) - USA- USA (Renzo piano)(Renzo piano)The New York Times, journal quotidienThe New York Times, journal quotidien principal des USA créé en 1851, ont lancéprincipal des USA créé en 1851, ont lancé en 2000 une concurrence d'architecture deen 2000 une concurrence d'architecture de concevoir ses futurs sièges sociaux, pourconcevoir ses futurs sièges sociaux, pour être construit sur un espace pas loin deêtre construit sur un espace pas loin de son endroit réel, la région monde-célèbreson endroit réel, la région monde-célèbre de place de périodes, à laquelle le journalde place de périodes, à laquelle le journal a donné son noma donné son nom
  47. 47. L’esquisseL’esquisse Chaque architecture indique uneChaque architecture indique une histoire, et l'histoire que ce bâtimenthistoire, et l'histoire que ce bâtiment propose est une de la légèreté et dupropose est une de la légèreté et du transparent. Tandis que concevoirtransparent. Tandis que concevoir une tour accomplit le plus grand défiune tour accomplit le plus grand défi dans l'extension ascendante, ildans l'extension ascendante, il contribue également une présencecontribue également une présence dans l'horizon qui est vibrant etdans l'horizon qui est vibrant et changeant avec les vents.changeant avec les vents. La forme de base de 52-storeyLa forme de base de 52-storey building.s est simple, primaire,building.s est simple, primaire, pareillement à la grille depareillement à la grille de Manhattan. Elle est mince,Manhattan. Elle est mince, n'emploie pas le verre reflété oun'emploie pas le verre reflété ou teinté qui rend des tours les sujetsteinté qui rend des tours les sujets mystérieux et hermétiques. Aumystérieux et hermétiques. Au contraire, l'utilisation du verre claircontraire, l'utilisation du verre clair a combiné avec un modèle desa combiné avec un modèle des cylindres en céramique mincescylindres en céramique minces placés sur un cadre en acier, placéplacés sur un cadre en acier, placé un à deux pieds devant le verre, duun à deux pieds devant le verre, du fond jusqu au dessus. Ce murfond jusqu au dessus. Ce mur rideau permettra un degré élevérideau permettra un degré élevé d'efficacité énergétique le chauffaged'efficacité énergétique le chauffage et en refroidissant le bâtiment, et leet en refroidissant le bâtiment, et le fera obtenir une couleur différente,fera obtenir une couleur différente, selon l'atmosphère : bleuâtre aprèsselon l'atmosphère : bleuâtre après la pluie, miroitant le rouge aula pluie, miroitant le rouge au coucher du soleil.coucher du soleil.
  48. 48. Plans et coupes duPlans et coupes du projetprojet
  49. 49. Façades et vuesFaçades et vues
  50. 50. Quelques détailsQuelques détails LA MAQUETTELA MAQUETTE
  51. 51. BURJ AL ARAB DE DUBAIBURJ AL ARAB DE DUBAI
  52. 52. Plans du projetPlans du projet
  53. 53. Quelques vuesQuelques vues
  54. 54. BURJ BUBAIBURJ BUBAI
  55. 55. Situé à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage (non encoreSitué à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage (non encore rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 mètres pour 160 étages.rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 mètres pour 160 étages. A noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société EMAARA noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société EMAAR Properties, sa construction revient à un consortium mené par le groupeProperties, sa construction revient à un consortium mené par le groupe sud-coréen Samsung Electronics et auquel participe avec une proportionsud-coréen Samsung Electronics et auquel participe avec une proportion de 35% l'entreprise belge Besix (35% revient à Samsung Electronics,de 35% l'entreprise belge Besix (35% revient à Samsung Electronics, 35% à Besix et 30 % à Arabtech). Besix a déjà participé à la construction35% à Besix et 30 % à Arabtech). Besix a déjà participé à la construction d'autres bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.d'autres bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.
  56. 56. Plans et vuesPlans et vues
  57. 57. Fondations terminées pour BurjFondations terminées pour Burj Dubaï, le futur plus haut gratte-Dubaï, le futur plus haut gratte- ciel du monde:ciel du monde:    Les fondations de la tour BurjLes fondations de la tour Burj Dubaï,Dubaï, située aux Emirats Arabes Unis,située aux Emirats Arabes Unis, sont désormais achevées.sont désormais achevées. Commence maintenant laCommence maintenant la construction de la partie aérienneconstruction de la partie aérienne de ce qui deviendra la plus hautede ce qui deviendra la plus haute tour du monde lors de sontour du monde lors de son inauguration en décembre 2008.inauguration en décembre 2008. Les fondations sont constituées deLes fondations sont constituées de 192 piles qui s'enfoncent à 50192 piles qui s'enfoncent à 50 mètres dans le sol. La partiemètres dans le sol. La partie aérienne se construira au rythmeaérienne se construira au rythme d'un étage par semaine, pourd'un étage par semaine, pour atteindre une hauteur encore nonatteindre une hauteur encore non officiellement dévoilée dépassantofficiellement dévoilée dépassant très probablement les 700 mètres,très probablement les 700 mètres, pouvant même approcher les 800pouvant même approcher les 800 mètres selon certains spécialistes.mètres selon certains spécialistes. La hauteur de la tour est tenueLa hauteur de la tour est tenue secrète, la conception du bâtimentsecrète, la conception du bâtiment permet une modification de lapermet une modification de la hauteur finale pendant lahauteur finale pendant la construction.construction. Les fondations de la tour Burj Dubaï
  58. 58. WORLD TRADE CENTERWORLD TRADE CENTER TOURS JUMELLESTOURS JUMELLES
  59. 59. IntroductionIntroduction La construction des tours de centre commercial mondial aLa construction des tours de centre commercial mondial a commencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts avrilcommencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts avril 4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant l'attaque.4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant l'attaque. Comme aura été desséché pour toujours sur la mémoire de tousComme aura été desséché pour toujours sur la mémoire de tous les lecteurs, elles ont été détruites dans une attaque deles lecteurs, elles ont été détruites dans une attaque de terroriste 11 septembre 2001. La méthode de destruction étaitterroriste 11 septembre 2001. La méthode de destruction était simple et dévastatrice, à savoir attaque de suicide en l'avion.simple et dévastatrice, à savoir attaque de suicide en l'avion. Les images résultantes des tours brûlant et s'effondrant étaientLes images résultantes des tours brûlant et s'effondrant étaient ceux personne jamais attendu voir.ceux personne jamais attendu voir. Le premier avion a heurté la tour du nord au temps de gens duLe premier avion a heurté la tour du nord au temps de gens du pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à 10.28 AM ou à 1.pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à 10.28 AM ou à 1. heures après l'impact.heures après l'impact. La deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est effondréeLa deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est effondrée plus rapidement, à 10.05 AM.plus rapidement, à 10.05 AM. Tours De Centre commercial mondial De la Figue 1 Avant Attaque (photo associée de pression)
  60. 60. *Détails des bâtiments:*Détails des bâtiments: La figue 1 montre les deux tours en service. Ces tours étaient les principauxLa figue 1 montre les deux tours en service. Ces tours étaient les principaux bâtiments dans un complexe du développement de ville. L'endroit de ces tours surbâtiments dans un complexe du développement de ville. L'endroit de ces tours sur l'emplacement de centre commercial mondial est montré dans Fig.2, avec lal'emplacement de centre commercial mondial est montré dans Fig.2, avec la direction des impacts.direction des impacts. Les tours étaient l'un des meilleurs exemples "de la construction de tour de tube",Les tours étaient l'un des meilleurs exemples "de la construction de tour de tube", une forme structurale idéalement convenue à fournir la force et la rigidité exigéesune forme structurale idéalement convenue à fournir la force et la rigidité exigées pour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une armature derésistance rigide apour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une armature derésistance rigide a été formée comportant 59 colonnes de boîte-section, espacées aux centres de 1.02été formée comportant 59 colonnes de boîte-section, espacées aux centres de 1.02 mètre, reliés par les faisceaux profonds de spandrel. Les armatures n'ont pasmètre, reliés par les faisceaux profonds de spandrel. Les armatures n'ont pas fonctionné dans les coins, cependant, là un raccordement de cisaillement entre lesfonctionné dans les coins, cependant, là un raccordement de cisaillement entre les deux armatures adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi quedeux armatures adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi que les planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Celes planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Ce tube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés sanstube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés sans colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de boîte-colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de boîte- section ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical seulement. Lasection ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical seulement. La figue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors qu'une des colonnesfigue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors qu'une des colonnes extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 millimètres est montrée dans fig. 4.extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 millimètres est montrée dans fig. 4.
  61. 61. Fig. 2 plan d'emplacement du développement de centre commercial mondial Montrer l'endroit des deux tours
  62. 62. L'accès et les services ont été réalisés le noyauL'accès et les services ont été réalisés le noyau central, comme montré dans la figue 5.central, comme montré dans la figue 5. Le système de plancher a comporté 900Le système de plancher a comporté 900 poutrelles profondes de barre espacées auxpoutrelles profondes de barre espacées aux centres de 2.04 m et attachées par les poutrellescentres de 2.04 m et attachées par les poutrelles secondaires. Ces poutrelles secondaires ont alorssecondaires. Ces poutrelles secondaires ont alors soutenu une plate-forme profilée sur laquelle asoutenu une plate-forme profilée sur laquelle a été versée une dalle en de béton légère épaisseété versée une dalle en de béton légère épaisse de 100 millimètres. Le dessus des poutrelles dede 100 millimètres. Le dessus des poutrelles de barre tenues au-dessus du soffit de orner et a étébarre tenues au-dessus du soffit de orner et a été moulé dans la dalle en de béton pour rendre lesmoulé dans la dalle en de béton pour rendre les poutrelles de barre composées d'une façonpoutrelles de barre composées d'une façon semblable au système de Speedfloor.semblable au système de Speedfloor. Les poutrelles de barre enjambées entre lesLes poutrelles de barre enjambées entre les armatures de périmètre et le noyau, commearmatures de périmètre et le noyau, comme montré dans la figue 6. La figue 7 montre unmontré dans la figue 6. La figue 7 montre un isométrique d'une partie du plancher et du murisométrique d'une partie du plancher et du mur extérieur, illustrant certains des détails décrits ci-extérieur, illustrant certains des détails décrits ci- dessus.dessus. La pesanteur et les systèmes derésistanceLa pesanteur et les systèmes derésistance latéraux ont été conçus pour fournir la force et lalatéraux ont été conçus pour fournir la force et la rigidité exigées d'un bâtiment de 110 étages avecrigidité exigées d'un bâtiment de 110 étages avec la charge morte minimum. Ceci a été réalisé trèsla charge morte minimum. Ceci a été réalisé très bien, avec un poids de partie métalliquebien, avec un poids de partie métallique seulement 44.5 de surface couverte de kg/m 2. Laseulement 44.5 de surface couverte de kg/m 2. La lumière même et la structure ouverte, superblylumière même et la structure ouverte, superbly machinées pour rencontrer l'utilité et la limitemachinées pour rencontrer l'utilité et la limite finale de conception énoncez les conditions surfinale de conception énoncez les conditions sur un bâtiment de ces taille et taille, faitun bâtiment de ces taille et taille, fait probablement les bâtiments plus vulnérables pourprobablement les bâtiments plus vulnérables pour s'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait été las'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait été la caisse pour un système structural plus inefficacecaisse pour un système structural plus inefficace
  63. 63. NOUVEAU PROJET DENOUVEAU PROJET DE RECONSTRUCTIONRECONSTRUCTION THE FREEDOM TOWERTHE FREEDOM TOWER
  64. 64. VOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUESVOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUES
  65. 65. Une tour polycentrique pour garantir confort et sécurité Plutôt que d’articuler classiquement les surfaces autour d’un noyau central (pour assurer l’apport de lumière naturelle), l’architecte français Denis Sloan a conçu une tour intégrant des blocs de bâtiments indépendants et à l’échelle humaine dans les mailles de sa méga-structure périphérique.
  66. 66. Reposant sur une structure externe, le projet est conçu pour garantir une meilleure stabilité de la construction et la sécurité maximale en fragmentant les risques, quelle que soit l’ampleur de l’agression, notamment l’incendie ou des secousses sismiques. “Dépourvu de volume fermé en partie central comme dans une structure traditionnelle. Enfin, ce dispositif de circulations multiples et centrifuges évite les situations d’engorgement et permet de combattre le sinistre dans les meilleures conditions d’intervention. Aucun IGH n’offre actuellement de telles capacités d’évacuation et d’intervention,” conclut Claude Delalande. F.A.
  67. 67. conclusion

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