structure tridimensionnelle

1. République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieure et de la Recherche
Scientifique
Université de Constantine 3
Faculté d’Architecture et d’Urbanisme
Département d’Architecture
Master 1 2021/2022
STRUCTURE METALLIQUE
TRIDIMENSIONNELLE
SYSTEME MERO
Préparé par :
•Saadaoui Abderrahim
Orienté par :
Monsieur..
Monsieur Chouiter …

2. CONCLUSION
INTRODUCTION
Définition de la structure
tridimensionnelle:
Historique
1
Structure de travail :
2
3
4
8
7
6
5
Typologie et formes de structure
tridimensionnelle
Les différents systèmes de la
structure tridimensionnelle
Réalisation( composant /
systèmes d’assemblage
/dimensionnement /les appuis
/types de fondation
utilisés/méthodes d’éraction)
Protection de la structure
Domaines d’utilisation des
Structures tridimensionnelle
(Mero) avec des exemples
Critères de choix

3. INTRODUCTION :
Le monde entier a vécu un développement très vague dans le domaine structurelle soit
conception, forme et technique, et cella provoque dans la majorité des constructions a grande
portée un problème de disfonctionnement et faiblesse de confort intérieur donc les spécialistes
de ce domaines on opter pour une solution qui ‘est la structure métallique qui est une
structure généralement en acier. Composée d’éléments usinés en atelier et assemblés
sur le chantier, elle constitue une alternative économique et pratique à la construction
traditionnelle. Elle nécessite cependant un certain nombre de compétences techniques
pour sa conception, ce qui peut expliquer qu’elle ait longtemps été réservée aux sites
industriels et aux bâtiments de grande ampleur, elle permet la réalisation d’une grande
variété de formes. Et l’une de ces structure est la structure tridimensionnelle systéme
mero le sujet de notre recherche

4. DÉFINITION DE LA STRUCTURE
TRIDIMENSIONNELLE:
l’une des structures spatiales, c’est un terme qui comprend les
structures généralement industrialisées et métalliques, permettant
la réalisation de constructions de toutes portées sans appuis
intermédiaires.
Donc: les Structures Tridimensionnelles ,
c’est une structure ayant une longue
portée , qui se maintient grâce à la rigidité
des triangles et qui se compose d’ éléments
linéaires subissant uniquement une
traction ou une compression axiale

5. HISTORIQUE
 La véritable industrialisation de systèmes de structures tridimensionnelles a eu
lieu après la seconde guerre mondiale, alors que les besoins de constructions
étaient considérables, en particulier en Europe.
 En outre, l'élégance et la légèreté des structures Mero, alliés à la
simplicité de l'assemblage, ont rapidement séduit le monde de
l'architecture.
 Le système Mero a largement contribué au développement de ces systèmes,
grâce à la mise au point d'une gamme de composants industrialisés, répondant
précisément à la demande.
 Dans de nombreux pays, en particulier ceux disposant d'une industrie
sidérurgique, se sont développés dans les années 50-60 des systèmes
différant par le mode d'assemblage, parfois par le type de barre.

6. Selon la forme
Structure
tridimensionnelle
système Mero
• Bois
• Acier
Typologie et formes de structure tridimensionnelle:
Selon Les
matériaux de
réalisation
• Double pente
• pyramide
• vouté
• Dôme
• plane

7. Types de structure tridimensionnelle
(selon la forme)
Exemple
Structure tridimensionnelle
double pente
Exemple
Ecole de la Pyramide
Puteaux
(France - 1992)
Structure tridimensionnelle pyramide
International
Télécommunications
Satellite
(Washington –USA-1878)
un complexe de bureaux

8. Structure tridimensionnelle vouté Structure tridimensionnelle dôme
Exemple
Exemple
Hangar de Charbon
ARS Energy
(en inde-2013)
Kwai Chung Tower
(Hong-Kong - 2007)

9. Structure tridimensionnelle plane
Exemple
Canopy
Tunica Airfield
(USA - 2005)
Cet auvent de 28m de longueur
présente un porte à faux de
près de 20m, le tout sur 4
appuis seulement.
Réalisé en 2005.

10. Système à nœuds
sphériques (K K)
Système à nœud bols
(n k)
 Système à nœud
disque(t k)
 Système a nœuds
cylindriques(z k)
Système a nœuds en
blocs (B K)
LES DIFFÉRENTS SYSTÈMES

11. Système a nœud
bols (N k)
• Les barres sont des tubes ronds en raison
de leur stabilité de flambage optimale.
• les nœuds sont sphériques et permettent
le libre choix des angles de raccordement.
• Le vissage dans les nœuds se réalise par
un boulon avec goupille cannelée via un
manchon.
• Le manchon conduit les forces de
pression et le boulon les forces de traction.
• On peut construire des charpentes à une
couche ou à plusieurs couches.
LES DIFFÉRENTS SYSTÈMES
• Les barres dans la maille supérieure
sont des tube avec profil creux
rectangulaire.
• Les barres sont vissées avec le nœud
bol afin d’obtenir un raccordement directe
résistant à la torsion.
• Le vissage s’effectue via un trou de
montage dans la barre de sorte que les
éléments de raccordement ne sont pas
visibles
Système à nœuds
sphériques (K K) Mero

12. Système à nœud
disque(t k)
Système a nœuds
cylindriques(z k)
LES DIFFÉRENTS SYSTÈMES
Système a nœuds
en blocs (B K)
• Les tubes de profil
creux rectangulaire sont
vissée par un boulon
avec le nœud disque afin
d’obtenir un
raccordement directe et
résistant à la torsion.
• Le vissage recouvert
s’effectue via un trou de
montage dans la barre.
• Les tubes de profil creux
rectangulaire sont vissés
avec la nœud cylindrique par
deux ou quatre boulons afin
d’obtenir un raccordement
rigide à la flexion et résistant
a la torsion.
• Le vissage recouvert
s’effectue via un trou de
montage dans la barre ou
vers le nœud
• Les nœuds sont en acier
forgé, plaqué et peint
• les barres sont généralement
creux rectangulaire, Caché de
fixation en acier haute
résistance avec revêtement
anticorrosion
• la Structure a un ou plusieurs
couches, un ou plusieurs filetés;
objectifs de raccordement des
nœuds avec les barres

13. Réalisation d’une structure
tridimensionnelle (Mero)
 composant
 systèmes d’assemblage
dimensionnement
les appuis
méthodes d’éraction

14. COMPOSANTS D’UNE STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE (MERO)
Les nœuds
Les barres
Les
boulonneries
d’assemblage
Les tubes

15. SYSTÈMES D’ACEMBLAGE
LES ASSEMBLAGES
Les assemblages sont classés en deux grandes catégories :
•d’une part, assemblages « mécaniques » : boulons, vis, rivets… et,
• d’autre part assemblages « adhérents ou cohésifs » comme la
soudure, ou le collage…
Les assemblages concernent des éléments structurels – poteaux,
poutres, diagonales de contreventement, tirants – ou des matériaux de
partition ou d’enveloppe. Ils représentent une fraction significative du
coût d’une ossature métallique.
Assemblages sur des sphères
Les profils creux ronds concourent au centre de la sphère et sont
soudés. Ils peuvent aussi être vissés et boulonnés dans la sphère
creuse (ex. nœud Méro).

16. Assemblages par aplatissement de tubes et goussets soudés
Un des procédés consiste à souder sur les membrures des goussets en tôle dans les directions des
barres dont les extrémités sont aplaties de manière à permettre l’attache par soudure ou boulonnage.
Assemblage de tubes par goussets aplatis.
Les nœuds à coquilles
Le système Stéphane Duchâteau est formé de coquilles en
acier moulé enserrant plusieurs tubes. Les joints sont soudés.
Système de nœud tridimensionnel Stéphane Duchâteau

17. Photos (schéma) pour illustrer
assemblage

20. DIMENSIONNEMENTS:
Il n'existe aucun standard en la matière, mais il y a des
règles qui abaissent les coûts, les délais, et améliorent
la qualité architecturale des réalisations. Le nombre, et
donc les dimensions des modules, est d'abord lié à la
portée entre appui de l'ouvrage, et également des
charges appliquées. En général, pour des charpentes
de 20 à 50m de portée, le nombre de modules
pourra varier de 8 à 12, voire 15. Le tableau ci après
propose une modulation pour quelques portées
courantes:
LA LOI DE FOPPL :
Nombre de barre=3xnombre de nœuds-6

21. un mur portant fait de maçonnerie armée ou de
béton armé repartit ses points d’appui sur une
ligne. *plaques d’appui en acier ancrées dans le
béton ou la poutre de liaisonne ment.
L’accroissement de l’aire portante des appuis fait en sorte que le
cisaillement est transféré dans un plus grand nombre de
membrures et que les forces dans les membrures diminuent
les appuis de la structure
métallique système Mero
le travée d’appui d’une structure tridimensionnelle doit être carrée
pour présenter les propriétés d’une structure armée dans deux
directions
Une structure tridimensionnelle doit
toujours être supportée a un nœud

22. LES MÉTHODES D’ÉRECTION:
1 Méthode d'échafaudage
• Les éléments individuels sont assemblés en
place à des altitudes réelles.
• Les éléments et les assemblages ou les
éléments de sous ensembles préfabriqués sont
assemblés dans leur position finale.
• Échafaudages complets habituellement.
• Parfois, des échafaudages partiels sont
utilisés en cas d'érection en porte-à-faux.
• Éléments fabriqués à l'atelier
• Transportés sur le chantier et aucun
équipement de levage lourd n'est requis

23. .
2 Méthode d'assemblage
par blocs Divisé sur son plan en bandes individuelles
ou en blocs.
• Ces unités fabriquées au niveau du sol. Puis hissé sur
sa position finale et assemblé sur les supports
temporaires.
• Convient pour les grilles à double couche
3 Méthode d'élévation
• L'ensemble du châssis est assemblé au niveau du
sol, de sorte que la majeure partie du travail peut être
effectuée avant le levage.
• Efficacité accrue et meilleure qualité

24. Protection de la structure La protection contre
incendie
La protection contre
la corrosion
❖ Choisir les éléments
dont la température critique
est supérieure à la normal
❖ Intégrer des systèmes
de détection et extinction
automatique
❖ Des couches de
peinture primaire de 50
microns d’épaisseur sont
appliquées
❖ Des couches de finition
de 50 microns
❖ Des couches de
peinture bitumineuse
❖ Protection par
revêtement
❖ Zingage
❖ Peinture
❖ L’application d’un
flocage isolant d’environ 4
cm d’épaisseur
❖ Des capotages
circulaires en aluminium.

25. DOMAINES
D’UTILISATION DES
STRUCTURES
TRIDIMENSIONNELLE
(MERO) AVEC DES
EXEMPLES
On trouve les
structure
tridimensionnelle
système Mero
dans plusieurs
types de bâtiments
on site quelque un :
Columbus State University Pedestrian bridge (USA-2000)
Grandes espaces
d’exposition
STADES
PASSERELLE

26. DOMAINES D’UTILISATION DES
STRUCTURES TRIDIMENSIONNELLE (MERO)
Piscine
Aéroport et gars
Salle omnisport
Piscine – Drancy (France - 1966)

27. Exemples STRUCTURES TRIDIMENSIONNELLE (MERO) en Afrique
Salle Omnisports
Constantine
(Algérie – 2013)
Salle Omnisports
Hammamet
(Tunisie - 2007)
Dôme Marché de
gros
Agadir
(Morocco - 1965)
Dôme - Station
d'epuration
Bouskoura
(Maroc – 2014)

28. Velodrom Montichiari
(Italy - 2008) St Peter school
Palmela
(Portugal - 2014)
Club Fluvial Porto
(Portugal - 2005) Thomas Deacon
Académie
(UK - 2006)
Exemples STRUCTURES TRIDIMENSIONNELLE (MERO) en Europe

29. CRITÈRES DE CHOIX :
La structure tridimensionnelle (système Mero )proposée présente de nombreux avantages
techniques et économiques ainsi que son aspect esthétique :
 D'un point de vue esthétique, cette structure épouse
parfaitement la forme architecturale voulue par l'architecte.
La continuité de la structure confère une parfaite fluidité au volume
intérieur. La dimension des composants inspire une grande légèreté à
cette charpente
Les assemblages par nœuds sphériques et la finition laquée en usine
des composants confèrent qualité et élégance à cette charpente.

30. D'un point de vue économique, la structure
tridimensionnelle est conccurentielle sur des portées au delà de 30m avec
tout autre type de charpente, et permet de réaliser des économies
significatives sur les fondations, notamment en raison des masses
mobilisées plus faibles en têtes de poteaux lors d'analyse sismiques.
 D'un point de vue technique, la structure
tridimensionnelle nécessite moins d'appuis qu'une
charpente classique; seulement un poteau sur deux ont
été utilisés pour supporter la structure sur les longs-
pans. Le poids d'acier mis en œuvre est inférieur
d'environ 60T à la solution treillis. Dans une région
particulièrement sujette aux séismes, l'économie de
poids se traduit par des actions sismiques sur la
structure béton bien plus faibles que des treillis
classiques.
D'un point de vue sécuritaire, la
structure tridimensionnelle présente une
meilleure résistance au feu de par son
hyperstaticité: en cas d'incendie, une ruine
locale de la structure n'entraîne pas une ruine
d'ensemble.

31. Conclusion
En conclusion après cette petite recherche et après avoir
connaitre les avantages et les caractéristiques de ce type
de structure on a fini par choisir la structure métallique
tridimensionnelle pour notre projet pour sa facilité et
rapidité d’assemblage ,elle s’adaptent à toute forme
architectural malgré sa complexité et offre un esthétique
et confort intérieur

32. ● https://www.construiracier.fr/technique/solutions-
constructives/structures/assemblages/
● http://btscm.fr/dicocm/G/Construire_en_acier/LES_ELEMENTS_DE_LA_ST
RUCTURE.pdf
● http://www.strres.org/fichier-utilisateur/fichiers/FAME/FAME%202.pdf
● Guide technique et pratique de la construction
● https://www.lanik.com/fr/solutions/structures-tridimensionnelles
RESSOURCES

33. Merci Pour
Votre
Attention