La structure métallique

1. La structure métallique
Plan de travail :
1.Introduction
2. Définition
3. L'origine de la structure métallique
4. Les différents éléments de la structure métallique
5. Les matériaux utilisés dans la structure métallique
6. Avantages et inconvénients de la structure métallique
7. Propriétés de la structure métallique
8. Exemple (plan, coupe et façade)
9. Domaine d'utilisation de la structure métallique
10. Relation entre la forme, la fonction et la structure
11. Conclusion

2. Introduction:
La structure métallique, discrète mais essentielle, sculpte notre environnement bâti.
Des édifices majestueux aux entrepôts fonctionnels, elle offre résistance et flexibilité.
Explorez avec nous l'évolution de cette ingénierie invisible qui soutient notre
quotidien moderne. La structure métallique, bien plus qu'un assemblage de
matériaux, révèle une histoire d'innovation et de force.

3. Définition:
La structure métallique est un assemblage d'éléments en métal, comme des poutres et des colonnes,
utilisé dans la construction pour soutenir des charges. Elle offre résistance, légèreté et flexibilité
architecturale, étant souvent composée d'acier ou d'aluminium.
L'origine de la structure métallique:
L'origine de la structure métallique remonte à l'Antiquité, avec des premières utilisations
par les Romains. Cependant, son essor significatif a eu lieu pendant la révolution
industrielle aux XVIIIe et XIXe siècles, marquant le début de son adoption généralisée
dans la construction moderne.

5. Les différents éléments de la structure métallique:
Poutres : Éléments horizontaux qui supportent les charges verticales, comme le poids du toit
ou des étages.
Colonnes : Éléments verticaux qui transfèrent les charges vers le sol, soutenant ainsi la
structure.
Poteaux : Supports verticaux utilisés généralement dans les coins ou aux extrémités des
poutres.
Entretoises : Éléments diagonaux qui renforcent la stabilité en résistant aux forces latérales.
Portiques : Assemblages de poutres et de colonnes formant une structure en porte-à-faux.
Semelles : Éléments de fondation situés à la base des colonnes pour transférer la charge au
sol.
Diaphragmes : Planchers ou toits horizontaux qui aident à stabiliser latéralement la structure.
Poutre IPE inoxydable
Colonne en métal

6. Poteau métallique
Entretoises

7. Portiques

9. 5. Les matériaux utilisés dans la structure métallique
•Acier :
•Résistance élevée et ductilité.
•Abondamment utilisé en construction métallique.
•Différentes nuances disponibles pour des applications spécifiques.
•Aluminium :
•Légèreté, résistance à la corrosion et malléabilité.
•Choix crucial pour la réduction du poids de la structure.
•Privilégié dans certaines applications aérospatiales.
Fonte :
Résistance à la compression.
Utilisée dans des applications spécifiques.
Moins couramment utilisée que l'acier.
Cuivre :
Aspect esthétique unique.
Résistance à la corrosion.
Moins fréquemment utilisé en raison du coût élevé.
Acier inoxydable :
Résistance à la corrosion.
Utilisé dans des structures exposées aux intempéries.
Préserve contre la rouille.
Titane :
Légèreté et résistance à la corrosion.
Utilisé dans des structures aérospatiales.
Applications spécifiques.

12. 6. Avantages et inconvénients de la structure métallique
Avantages :
Résistance Élevée : Capacité à supporter des charges importantes.
Ductilité : Flexibilité pour s'adapter à diverses contraintes et formes architecturales.
Légèreté : Particulièrement avec l'aluminium, réduit la charge sur les fondations.
Durabilité : Résistance à la corrosion, nécessitant moins de maintenance.
Rapidité de Construction : Éléments préfabriqués accélérant le processus de construction.
Adaptabilité Architecturale : Flexibilité pour des conceptions variées et modernes.
Recyclabilité : Contribution à des pratiques de construction durables.
Résistance aux Séismes : Amélioration de la sécurité en cas de tremblement de terre.
inconvénients :
Coût Initial Élevé : La construction métallique peut entraîner des coûts initiaux plus élevés.
Isolation Thermique et Acoustique : Les métaux peuvent nécessiter des mesures
supplémentaires pour une isolation thermique et acoustique adéquate.
Corrosion Possible : Sujet à la corrosion, surtout dans des environnements humides ou
agressifs.
Options Esthétiques Limitées : La structure métallique peut restreindre certaines options
esthétiques.
Poids : Malgré la légèreté de certains métaux, comme l'aluminium, d'autres, comme l'acier,
peuvent être relativement lourds.
Implications Écologiques : L'extraction et la production de métaux ont des implications
environnementales.
Réparation Complex : Les réparations de structures métalliques peuvent être plus complexes
que pour d'autres matériaux.

13. 7. Propriétés de la structure métallique
**physique:
Résistance Mécanique
Ductilité
Élasticité
Conductivité Thermique
Conductivité Électrique
Point de Fusion
Expansion Thermique
** mécanique:
Résistance Mécanique
Ductilité
Élasticité
** chimique:
Résistance à la Corrosion
Réactivité Chimique
Compatibilité avec d'autres Matériaux
Stabilité Thermique
** thermique:
Conductivité Thermique
Expansion Thermique

14. 8. Exemple (plan, coupe et façade)

17. 9. Domaine d'utilisation de la structure métallique :
Bâtiments Industriels : Entrepôts, usines, complexes industriels.
Bâtiments Commerciaux : Centres commerciaux, bureaux, complexes hôteliers.
Ponts et Passerelles : Constructions robustes pour franchir des obstacles.
Structures Résidentielles : Maisons modernes, immeubles d'appartements.
Structures Aérospatiales : Supports légers pour aéronefs et satellites.
Infrastructure de Transport : Gares, stations de métro, aéroports.
Stades et Arénas : Constructions offrant des espaces vastes et ouverts.
Tour de Communication : Supports pour antennes et équipements de communication.
10. Relation entre la forme, la fonction et la structure
Forme : La conception architecturale influence la forme, déterminant l'esthétique et l'aspect
extérieur de la structure métallique.
Fonction : Les besoins fonctionnels du bâtiment dictent la disposition des éléments
métalliques pour assurer une utilisation efficace de l'espace.
Structure : La configuration et l'agencement des éléments métalliques définissent la stabilité
et la résistance de la structure, assurant la sécurité et la durabilité.

18. Conclusion:
En résumé, la structure métallique, symbole d'ingénierie moderne, offre
résistance, flexibilité et esthétique. Malgré ses avantages, elle présente des
inconvénients tels que des coûts initiaux élevés. Les propriétés des métaux
déterminent sa performance, mais un choix judicieux des matériaux et une
conception réfléchie peuvent surmonter ces défis.
Utilisée dans divers domaines, de l'industrie aux infrastructures, la structure
métallique témoigne de la relation cruciale entre forme, fonction et structure.
En constante évolution depuis l'Antiquité, elle demeure une force motrice de
l'ingénierie moderne, combinant utilité et élégance dans la construction
contemporaine.