archutecture

1. Université BATNA 01.
Institut d’architecture et urbanisme.
Département de génie urbain.
Les structures
tridimensionnelles.
Réalisé par :
-ZEREG
ABDELHAKIM.
-DAMES ZAKARIA.
-AMMI SEIFEDDINE.
-AMUR MARWANE.
-FARES RADWANE
Date de présentation:
21/10/2023.
2023_2024

2. Plan de travail
Introduction.
1_Définition de les structures tridimensionnelles.
2_Historique.
3_Typologie et formes de structure tridimensionnelle.
4_Les différents systèmes de structure tridimensionnelle.
5_Réalisation( composant /systèmes d’assemblage
/dimensionnement /les appuis/types de fondation
utilisés/méthodes d’éraction).
6_Mesure de sécurité.
7_Domaines d’utilisation des Structures tridimensionnelle
avec des exemples.
8_Critères de choix.
Conclusion.

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.

4. 1_Définition de les structures tridimensionnelles.
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.
La rigidité Inhérente de triangle c’est le
secret de stabilité de cette structure.

5. Une structure tridimensionnelle est composée de barres, de
plaques, ou de parois liées entre elles de façon a se suffire a
elles-mêmes pour résister a des forces provenant de
toutes les directions de l’espace. La plupart des structures
tridimensionnelles en Acier sont composées de réseaux
(treillis ou grilles) formés de barres droites et de nœuds (
structure réticulé). Les plus courantes sont: les grilles de
poutres, les treillis spatiaux, les surfaces a simples
ou double courbure ( nappes cylindrique, sphérique,
paraboloïdes hyperboliques et les structures plissées.
*Définition:

6. 2_ Historique:
•Alexander Graham Bell est considéré comme le premier à construire des
structures tridimensionnelles modulaires au début des années 1900.Mais il
faut attendre le début des années 1940 pour voir le 1er système
tridimensionnel commercialement connu. Il a été développé en Allemagne
par Max Mengeringhausen(1903-1988) Sous l’appellation MERO:
Mengeringhausen Rohrbauweise.
•Le système MERO est probablement le plus élégant concept pour la
construction des structures de l 'espace grille ( space frame), il utilise la
méthode des constructions en treillis composées de barres en tube
connectées à des balles ou sphères en formes de nœuds articulations.
•Pendant les années 1950 /60, les systèmes des structures tridimensionnelles
se développèrent au gré des créations des architectes qui ont exploré la
nouvelle esthétique et des ingénieurs qui ont expérimentés avec d'autres
systèmes ,l'assemblage, les matériaux et les configurations liées à la
conception et à la fabrication des éléments du systèmes par des automates.

7. •Avec les brevets MERO (space frame système de construction) annulés dans
les années 1970, les sociétés concurrentes ont été en mesure de tirer
pleinement parti de cette méthode unique de la construction. Aujourd'hui de
nombreuses entreprises du monde entier offre ce système de construction basé
sur le tube et le nœud ;Turquie, Inde, Chine; Iran, Mexique ,Brésil….
•La popularité de ce système est restée à ce jour et il ya plus d'alternatives
basées sur le concept de la rotule :exemple MC poutre de Taiyo Kogyo Co. au
Japon, et Abba espace en Afrique du Sud, ainsi qu’ Uskon en Turquie ,MERO
Malaisie ,MERO Italie et MERO Angleterre… En raison de son élégance, le
système MERO, est non seulement utilisé pour la construction des structures
de très grandes portée résistantes aux séismes, mais aussi pour les magasins,
les affiches et les stands d'exposition.
•De plus les applications hybrides les plus connues sont : Le système
Octetruss développé aux États-Unis par Richard Buckminster Fuller (1895 -
1981) et système Triodetic au Canada utilisant principalement l’aluminium.
D’autres systèmes ont existés ou existent encore :Tridimatic , Pyramitec,
précurseur d’ Unibat , Nodus, Orona , TM Truss , Corus, Cubic etc.…

8. 3_Typologie et formes de structure
tridimensionnelle.
Structure
tridimensionnelle
Selon la forme
Selon Les
matériaux de
réalisation
• Bois
• Acier
•Double pente
• pyramide
• vouté
• Dôme
• plane

9. *Types de structure tridimensionnelle
(selon la forme)

11. 4_Les différents systèmes de structure
tridimensionnelle.
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).

12. Système à nœuds
sphériques (K K)
Mero
• 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.
Système a nœud
bols (N k)
• 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

13. Système à nœud
disque(t 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.
Système a nœuds
cylindriques(z k)
• 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
Système a nœuds
en blocs (B K)
• 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

14. 5_Réalisation d’une structure
tridimensionnelle
• composant.
• systèmes d’assemblage.
•Dimensionnement.
.
*Les composantes:

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.
Les nœuds à coquilles
Le système Stéphane Duchâteau est formé de
coquilles en
acier moulé enserrant plusieurs tubes. Les joints
sont soudés.

17. Photos (schéma) pour illustrer
assemblage

18. 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

20. 6_mesure de sécurité:
1. La protection contre
Incendie:
❖ 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
2. La protection contre
la corrosion
❖ Protection par
revêtement
❖ Zingage
❖ Peinture
❖ L’application d’un
flocage isolant d’environ 4
cm d’épaisseur
❖ Des capotages
circulaires en aluminium.