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LES STRUCTURES TENDUES -Réalisé par : Hajar El Amrani – Yasmine Alami – Rofayda

LES STRUCTURES TENDUES -Réalisé par : Hajar El Amrani – Yasmine Alami – Rofayda Fahim -Encadré par : Mr Zaid Romani SOMMAIRE : ■ Définition ■ Intérêt ■ Origine ■ Classifications ■ Avantages et inconvénients ■ Constituants membrane textile structure porteuse ■ Les spécificités mécaniques ■ Méthodologie de calcul ■ Caractéristiques ■ Etude de cas DEFINITION : ■Structure constituée par un ensemble de câbles tendus associés généralement à une couverture souple: structure métallo-textile. ■La toile est tendue par points et en lignes le long des bords à l’aide de câbles et de mâts. Toile Câble Mât INTERET POUR L’ARCHITECTE : -L'intérêt pour les structures tendues a connu une évolution constante, liée aux préoccupations écologiques croissantes, aux exigences architecturales de légèreté. -Les structures tendues permettent d'adopter de nouvelles formes, légères, avec une belle esthétique. ORIGINE : dans la préhistoire chez les romain Protection des intempéries couvertures des arènes CLASSIFICATION: Les structures en PVC Les structures en maille Les structures gonflables Structures portées Structure tendue LES DIVERSES FORMES DE MEMBRANES : AVANTAGES INCONVENIENTS -Le caractère amovible, léger et non définitif de ces structures était la principale attraction. -Possibilité de moduler la lumière -Rapidité de construction -Légèreté des ouvrages -Faible coût de construction et d’entretien -L’incertitude qui subsiste quant à la question de la durabilité de la toile -Les difficultés de traitement des raccords entre la partie textile et les ouvrages « en dur » qui la bordent , surtout d’un point de vue esthétique. CONSTITUTION DES MEMBRANES TEXTILES -Les Textiles à Usages Techniques (TUT) ont une constitution spécifique. On y distingue généralement: -Les fils de trames et fils de chaînes, généralement tissés, - La couche de fond, dit d'adhérisation » qui permet la liaison avec les autres constituants. - Les couches protectrices (enduction supérieures et inférieures). - Les revêtements antisalissures. Âmes textiles: 1.1 Les fibres de renfort : L’évolution de la technique a permis de synthétiser des fibres de résistance, en moyenne 10 fois plus élevé que celles utilisées par le passé. On les différencie en en fonction de: - résistance à la rupture, - leur module d’élasticité, - leur masse volumique - leur densité relative par rapport au polyester qui est la plus utilisée en architecture textile. 1.2 Le tissu : Les fibres sont soigneusement solidarisées par tissage afin de former une nappe continue avec entrecroisement à angles droit. Les fibres orientées dans le sens des lisières, soit la longueur du tissu sont appelées fil de chaîne, et celles perpendiculaires à la chaîne sont les fils de trame. On parle ainsi d’armatures de chaîne et de trame. La couche de fond: ■ elle favorise l’adhérence entre l’enduction et le tissu qui le recouvre sur chacune des faces. ■ Il s’agit d’une couche d’environ 20 µm. Enduction : ■ Pour assurer la perméabilité et la durabilité du tissu, une enduction est mise en œuvre sur ses deux faces. Les épaisseurs sont en général dissymétriques ; la plus importante se trouve en face extérieur. ■ propriétés de l’enduction: - L’étanchéité à l’eau et au gaz - La protection du tissu - L’adhérence avec le tissu - La souplesse - Une bonne réaction au feu REVETEMENTS ■ Les revêtements des membranes ont pour principales fonctions d’éviter l’encrassement et les salissures prématurées, et de protéger les complexes tissu – matrice contre les rayons UV. ■ Dans le cas des toiles translucides ou diffusantes, le revêtement sert à freiner l’évolution de la transmission lumineuse. ■ Ces revêtements s’appliquent soit sous forme de vernis ou d’enduction (entre 5 et 15 µm), soit sous forme de film collé sur le complexe (jusqu’à 100 µm). ■ Les matériaux employés pour les membranes sont: ■ Le PVC doté d’un revêtement polyester. ■ Le PTFE doté d’un revêtement en fibre de verre ELEMENTS DE STRUCTURES ET DE MISE EN TENSION DES TEXTILES Les ossatures: • Les membranes textiles peuvent être mis en œuvre sur tous les types de support . • Dans la plupart des cas, et pour des raisons de géométrie (grande portée, souplesse de conception, etc.), le métal est privilégié (charpente en acier, ou ossature en alliages d’aluminium) pour des hangars aéroportuaires ou des grandes aires de stockage. LES ANCRAGES ET FIXATIONS : Les structures étant très légères, une bonne liaison au sol est nécessaire pour éviter un soulèvement. Les ancrages utilisés sont de deux types : Le lestage : Des réservoirs (remplis d’eau, de sable ou de graviers), ou des blocs de béton sont disposés en périphérie de la structure pour assurer la stabilité de l’ensemble, généralement utilisé dans des cas où l’ancrage au sol est impraticable. L’ancrage au sol : Il se réalise généralement à partir de piquets solidement encastrés dans le sol. ELEMENTS ET ACCESSOIRES DE MISE EN TENSION: Câbles Attaches de câbles Eléments de mise en tension Eléments de liaisonnement portes par la toile Eléments souples transmettant les efforts d’un point a l’autre Permettent le raccordement des extrémités de câbles Permettent l application des efforts destinés a la précontrainte de la toile Œillets, ralingues ou plaques rapportes sue la pointe de la toile pour exercer les efforts de tension dans ce point. LES TYPES DE STRUCTURES EN FONCTION DE LEUR PRINCIPE DE PORTANCE: 1- Typologie des ouvrages: Les structures gonflables: elles sont dites aussi aérosupportées; leurs applications sont le plus souvent les couvertures de piscine, les aires de sport et autres. Les formes les plus courantes sont les cubes , les cylindres, les dômes, sphères etc. On n’a donc pas une très grande liberté de formes. Les structures portées: la toile intervient uniquement comme matériau de couverture, elle est tendue de façon continue entre deux éléments de structures (fermes, portiques, arcs, le plus souvent métalliques). Les structures à prétention ponctuelle: Il s’agit de l’option de conception qui laisse la plus grande liberté de forme. Leur conception est guidée par des règles qui concernent :  La présence en tout point d’une double courbure inverse .  L’homogénéité des rayons de courbure.  La distance maximale entre deux pointes de la toile (8 à 15m).  La position des mâts .  L’étude vis-à-vis des charges climatiques (accumulation de neiges etc.) SPECIFICITES MECANIQUES : - la présence d’une contrainte de traction dans les deux directions de trame et de chaine en tout point de la membrane - une double courbure en sens inverse - Un poids propre négligeable par rapport aux sollicitations (climatiques pour la plupart) et aux efforts internes. Les structures textiles présentent certaines particularités à prendre en compte dans leur dimensionnement et impliquent l’adoption d’une méthode de conception assez particulière : A METHODOLOGIE DE CALCUL : La recherche de forme • la recherche d’une configuration idéale pour l’équilibre. • esquisse architecturale de la forme générale de la structure. • l’ingénieur cherchera à obtenir en tout point de la membrane un équilibre statique se traduisant par la double courbure Le calcul des contraintes et des déplacements • calcul des contraintes sous charges climatiques en prenant tout de même en compte les spécificités des matériaux ainsi que la géométrie utilisée La recherche de la géométrie de la membrane • processus au cours duquel l’on définit la géométrie de chaque lé dont l’assemblage donnera la membrane textile étudié. EVACUATION DES PRECIPITATIONS : - Démonter la membrane en bassins versants. - Recours a des dispositifs d’impluvium. ECLAIREMENT : - Le recours à l’ éclairage artificiel intérieur fait que le matériau d’enduction contribue a obtenir la nuit un effet signal, grâce a sa forte réflexivité. -Le nettoyage des membranes textiles peut s’effectuer à l’aide de canons à mousse. -La fréquence de ces nettoyages dépend du lieu d’implantation de la structure textile et de son âge. ENTRETIEN ET MAINTENANCE : COP22 Campus & Village LA CANOPEE - LOCATION: MARRAKECH - SURFACE: 12 000m2 - ANNEE: 2016 - ARCHITECTE: TARIK OUALALOU - Inspirés des Moussems - La géométrie de la couverture, avec des points hauts et bas, rappelle les tentes primitives berbères. BUT ESTHETIQUE ET CULTUREL - Tissu en maille avec PVC transparent laminé : ■ imperméabilité ■ transparence - La membrane crée un effet de transparence tout en restant complètement étanche. M&G RICERCHE - Laboratoire de recherche en chimie industrielle, demande des exigences programmatiques qui ne sont pas fixées a priori et doivent permettre un développement futur. STRUCTURE MALEABLE ET LEGERE STRUCTURES TENDUES. - Le site est situé dans une grande vallée entourée de collines au milieu d'une piscine rectangulaire. Le lac artificiel sert de puits de feu et refroidit l'environnement par évaporation naturelle et anime l espace par reflets. - Les pieds de l'arche sont soutenus sur le niveau de l'eau sur des fondations en béton armé. - Membrane - Le matériau de la membrane du toit est un tissu en polyester enduit de PVC avec une résistance à la traction de 150 kN / m dans le sens chaîne et trame (remplissage) - La membrane est tendue par des arches métalliques et est supportée à la base par un câble présent entre les arches positionné dans l'eau. Les voûtes sont recouvertes d'une feuille de plastique transparente, les protégeant uploads/Ingenierie_Lourd/ les-structures-tendues-pdf.pdf