Exposé sur:Exposé sur:LES GRATTES-CIELLES GRATTES-CIEL

Présenté par :Présenté par : SARAOUI SELMASARAOUI SELMA RAHMANI AMIRARAHMANI AMIRA

INTRODUCTION

APERCU HISTORIQUE

1884 - Le père des gratte-ciels: le Home 1884 - Le père des gratte-ciels: le Home

Insurance Building (Chicago)Insurance Building (Chicago) L'architecte William Le baron Jenney a L'architecte William Le baron Jenney a

conçu à Chicago ce qui fut admis conçu à Chicago ce qui fut admis comme étant le premier gratte-ciel: le comme étant le premier gratte-ciel: le Home Insurance Building. La structure Home Insurance Building. La structure de dix étages et 42m de hauteur fut de dix étages et 42m de hauteur fut construite en 1884-1885 et détruite en construite en 1884-1885 et détruite en 1931. Principalement constitué d'acier 1931. Principalement constitué d'acier et de briques, c'était le premier et de briques, c'était le premier bâtiment à posséder un squelette en bâtiment à posséder un squelette en métal lui permettant en plus de son métal lui permettant en plus de son exceptionnelle hauteur d'avoir une exceptionnelle hauteur d'avoir une grande proportion de fenêtres.grande proportion de fenêtres.

Le building était trois fois moins lourd Le building était trois fois moins lourd qu'il ne l'aurait été avec une qu'il ne l'aurait été avec une conception standard en pierre, à tel conception standard en pierre, à tel point que sa construction fut point que sa construction fut temporairement stoppée par les temporairement stoppée par les services officiels pour permettre des services officiels pour permettre des analyses complémentaires de sûreté. analyses complémentaires de sûreté. Le Home Insurance Building est un Le Home Insurance Building est un précurseur architectural de ce qui sera précurseur architectural de ce qui sera appelé plus tard l'Ecole de Chicago.appelé plus tard l'Ecole de Chicago.

1908 – Le Singer Building 1908 – Le Singer Building (New York)(New York)

Construit de 1906 à Construit de 1906 à 1908, le Singer 1908, le Singer Building fut le plus Building fut le plus haut gratte-ciel du haut gratte-ciel du monde jusqu'en monde jusqu'en 1909. Il est composé 1909. Il est composé de 47 étages pour de 47 étages pour une hauteur de une hauteur de 187m. Il fut démoli 187m. Il fut démoli en 1968 pour être en 1968 pour être remplacé par le One remplacé par le One Liberty Plaza.Liberty Plaza.

1909 - Metropolitan Life 1909 - Metropolitan Life Insurance Building (New Insurance Building (New

York)York)

Achevé en 1909, le Achevé en 1909, le Metropolitan Life Metropolitan Life Insurance Building Insurance Building resta le plus haut resta le plus haut building du monde building du monde avec 50 étages et avec 50 étages et 241m jusqu'en 1913. 241m jusqu'en 1913. Il fut démoli dans les Il fut démoli dans les années 50.années 50.

1913 - Woolworth Building 1913 - Woolworth Building (New York)(New York)

Le Woolworth Building Le Woolworth Building fut construit en 1913 fut construit en 1913 par l'architecte par l'architecte C.Gilbert dans un C.Gilbert dans un style néogothique style néogothique inspiré par le inspiré par le parlement de parlement de Londres. Il a été Londres. Il a été autrefois le siège de autrefois le siège de Frank Woolworth, Frank Woolworth, propiétaire d'une propiétaire d'une chaîne de magasins. chaîne de magasins. Il fut le plus haut Il fut le plus haut bâtiment du monde bâtiment du monde jusqu'en 1930, avec jusqu'en 1930, avec 241m et 60 étages.241m et 60 étages.

1930 - Dépassement des 300m: le 1930 - 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.

1930 - Bank of Manhattan 1930 - Bank of Manhattan (New York)(New York)

Construit en 1929-1930 le Bank of Construit en 1929-1930 le Bank of america établira un nouveau america établira un nouveau record de hauteur avec 71 record de hauteur avec 71 étages et 282m. Il ne tiendra pas étages et 282m. Il ne tiendra pas longtemps son record car longtemps son record car dépassé la même année par le dépassé la même année par le Chrysler Building.Chrysler Building...

Le Bank of America s'appelle Le Bank of America s'appelle aujourd'hui le Trump Building aujourd'hui le Trump Building après le rachat du bâtiment après le rachat du bâtiment par la société The Trump par la société The Trump Company en 1995Company en 1995

A l'origine, le sommet du bâtiment A l'origine, le sommet du bâtiment devait se terminer par un dôme devait se terminer par un dôme classique. Mais au moment de classique. Mais au moment de couvrir l'édifice Chrysler s'est aperçu couvrir l'édifice Chrysler s'est aperçu que sa construction ne serait pas la que sa construction ne serait pas la plus haute de New York, et donc du plus haute de New York, et donc du monde, concurrencée par un autre monde, concurrencée par un autre building en construction. building en construction. L'architecte trouva la solution avec L'architecte trouva la solution avec cette fameuse flèche d'écailles si cette fameuse flèche d'écailles si propre à Chrysler. Mais ce fut peine propre à Chrysler. Mais ce fut peine perdue, le Chrysler Building ne perdue, le Chrysler Building ne détiendra ce record qu'une seule détiendra ce record qu'une seule année, détrôné par l'Empire State année, détrôné par l'Empire State Building en 1931.Building en 1931.

L'histoire de ce gratte-ciel a toujours L'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 deux l'Empire State Building. Les deux buildings ont toujours été comparés, buildings ont toujours été comparés, étant incontestablement les deux étant incontestablement les deux plus majestueux de New York, mais plus majestueux de New York, mais le Chrysler Building ayant pour lui le Chrysler Building ayant pour lui une forme élancée perçant le ciel et une forme élancée perçant le ciel et brillant de mille feux la nuit tombée.brillant de mille feux la nuit tombée.

L'historique des records: de 1931 à L'historique des records: de 1931 à aujourd'huiaujourd'hui  

--1931 - La longévité: l'Empire State Building (New 1931 - La longévité: l'Empire State Building (New York):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.

Le pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir Le pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir de point d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transport de point d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transport transatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la transatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la

hauteur du building atteint les 449m.hauteur du building atteint les 449m.

L'histoire du building fut assez mouvementée, la crise L'histoire du building fut assez mouvementée, la crise ayant ruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses ayant ruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses

4000 bureaux restent inoccupés en 1933. Mais 4000 bureaux restent inoccupés en 1933. Mais heureusement le film King Kong lui donnera rapidement heureusement le film King Kong lui donnera rapidement

une renommé mondiale, et dans les années 40 les bureaux une renommé mondiale, et dans les années 40 les bureaux seront tous loués. Le 28 juillet 1945 un bombardier B-25 seront tous loués. Le 28 juillet 1945 un bombardier B-25

Mitchell s'écrasa sur la face nord de l'immeuble au niveau Mitchell s'écrasa sur la face nord de l'immeuble au niveau du 79e étage. Le bâtiment résistât au choc malgré du 79e étage. Le bâtiment résistât au choc malgré d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40 d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40 minutes mais 13 personnes périrent dans l'accident minutes mais 13 personnes périrent dans l'accident

Au 102ème et dernier étage se trouve un Au 102ème et dernier étage se trouve un observatoire permettant d'avoir une vue observatoire permettant d'avoir une vue

impressionnante sur New York. L'éclairage impressionnante sur New York. L'éclairage du sommet de l'édifice varie en fonction des du sommet de l'édifice varie en fonction des

fêtes et de l'actualité.fêtes et de l'actualité.

L'Empire State Building est selon l'American L'Empire State Building est selon l'American Society of Civil Engineers (l'association Society of Civil Engineers (l'association

américaine des ingénieurs en génie civil) américaine des ingénieurs en génie civil) l'une des sept merveilles du monde moderne.l'une des sept merveilles du monde moderne.

1972 – Le World Trade 1972 – Le World Trade Center (New York)Center (New York)

Situé au sud de Manhattan, le World Trade Center était un Situé au sud de Manhattan, le World Trade Center était un complexe de sept immeubles d'affaires dont la complexe de sept immeubles d'affaires dont la

construction a été réalisée entre 1969 et 1977 par construction a été réalisée entre 1969 et 1977 par l'architecte Minoru Yamasaki.l'architecte Minoru Yamasaki.

Les deux tours emblématiques du World Trade Center Les deux tours emblématiques du World Trade Center (WTC1 et WTC2) devinrent lors de leur achèvement en (WTC1 et WTC2) devinrent lors de leur achèvement en

1972 (WTC1) et 1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du 1972 (WTC1) et 1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du monde et resteront les plus hauts gratte-ciels de New York monde et resteront les plus hauts gratte-ciels de New York (417 et 415 mètres, 110 étages) jusqu'à la destruction de (417 et 415 mètres, 110 étages) jusqu'à la destruction de

l'ensemble du site lors des attentatsl'ensemble du site lors des attentats du 11 du 11 septembre septembre 2001.2001.

La structure des tours était assez originale, La structure des tours était assez originale, utilisant en plus du noyau central une utilisant en plus du noyau central une armature métallique composée de 240 armature métallique composée de 240 colonnes d'acier entourant chacun des deux colonnes d'acier entourant chacun des deux bâtiments. Ceci, en plus de 10 000 bâtiments. Ceci, en plus de 10 000 amortisseurs inclus dans la structure, amortisseurs inclus dans la structure, permettait une bonne résistance de l'édifice permettait une bonne résistance de l'édifice au vent.au vent.

En 1993 les tours du World Trade Center En 1993 les tours du World Trade Center subirent une première attaque terroriste: le subirent une première attaque terroriste: le 26 février 1993 un camion chargé d'explosifs 26 février 1993 un camion chargé d'explosifs explosa dans le parking souterrain de la tour explosa dans le parking souterrain de la tour Nord, créant un cratère de 30m et détruisant Nord, créant un cratère de 30m et détruisant 4 niveaux, tuant 6 personnes et blessant un 4 niveaux, tuant 6 personnes et blessant un millier d'autres. Cette attaque ayant créée de millier d'autres. Cette attaque ayant créée de graves dommages, les deux tours restèrent graves dommages, les deux tours restèrent fermées pendant plusieurs mois.fermées pendant plusieurs mois.

Les attaques du 11 septembres 2001 Les attaques du 11 septembres 2001 détruisirent l'ensemble du site. Les tours détruisirent l'ensemble du site. Les tours avaient été conçues pour résister à l'impact avaient été conçues pour résister à l'impact d'un avion de type Boeing 707, mais les d'un avion de type Boeing 707, mais les appareils utilisés le 11 septembre 2001 appareils utilisés le 11 septembre 2001 étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors des chocs ils endommagèrent des chocs ils endommagèrent considérablement la structure interne des considérablement la structure interne des édifices et les incendies qui suivirent, édifices et les incendies qui suivirent, alimentés par le kérosène des appareils, alimentés par le kérosène des appareils, engendra une trop forte température au engendra une trop forte température au niveau des structures métalliques si bien que niveau des structures métalliques si bien que les bâtiments s'effondrèrent en seulement les bâtiments s'effondrèrent en seulement quelques dizaines de minutes.quelques dizaines de minutes.

1973 – La Sears Tower 1973 – La Sears Tower (Chicago)(Chicago)

La Sears Tower fut La Sears Tower fut construite entre 1970 et construite entre 1970 et 1973, elle est une œuvre 1973, elle est une œuvre de l'architecte Bruce de l'architecte Bruce Graham.Graham.

Dépassant le World Dépassant le World Trade Center, elle devint Trade Center, elle devint la plus haute tour du la plus haute tour du monde avec 442 mètres monde avec 442 mètres et 110 étages. Les deux et 110 étages. Les deux mats de télévision qui la mats de télévision qui la surmonte lui confèrent surmonte lui confèrent une taille totale de 520 une taille totale de 520 mètres. Elle est à ce jour mètres. Elle est à ce jour l'immeuble le plus haut l'immeuble le plus haut des États-Unis.des États-Unis.

1998 – Les tours Petronas 1998 – Les tours Petronas (Kuala Lumpur)(Kuala Lumpur)

Les tours jumelles Petronas Les tours jumelles Petronas de l'architecte Cesar de l'architecte Cesar Antonio Pelli sont deux Antonio Pelli sont deux gratte-ciels de Kuala gratte-ciels de Kuala Lumpur en Malaisie qui ont Lumpur en Malaisie qui ont été inaugurés en 1998, été inaugurés en 1998, après une construction de après une construction de 6 ans. Du haut de leurs 452 6 ans. Du haut de leurs 452 mètres et 88 étages, ces mètres et 88 étages, ces tours sont devenues les tours sont devenues les plus hautes du monde. Une plus hautes du monde. Une passerelle en acier relie les passerelle en acier relie les deux tours à 170 mètres du deux tours à 170 mètres du sol au niveau des 41ème et sol au niveau des 41ème et 42ème étages. Le coût du 42ème étages. Le coût du projet s'est élevé à 1.6 projet s'est élevé à 1.6 milliards de dollars.milliards de dollars.

La société Petroliam Nasional Berhad, La société Petroliam Nasional Berhad, plus connu sous le nom de plus connu sous le nom de Petronas, est devenue associée et Petronas, est devenue associée et co-développeur du projet. Pour le co-développeur du projet. Pour le siège social de Petronas le bâtiment siège social de Petronas le bâtiment devait être identifiable comme devait être identifiable comme typiquement Malaisien: le style typiquement Malaisien: le style architectural du bâtiment était alors architectural du bâtiment était alors défini.défini.

Une polémique éclata sur la hauteur Une polémique éclata sur la hauteur du bâtiment. L'élément supérieur du bâtiment. L'élément supérieur de la structure étant considéré par de la structure étant considéré par certains comme un ajout au même certains comme un ajout au même titre qu'une antenne, alors que ses titre qu'une antenne, alors que ses concepteurs y voient une flèche concepteurs y voient une flèche partie intégrante de la structure. partie intégrante de la structure. Sans cet élément les tours Petronas Sans cet élément les tours Petronas ne seraient pas les plus hautes du ne seraient pas les plus hautes du monde, devenant moins grandes monde, devenant moins grandes que la Sears Tower de Chicago. Il que la Sears Tower de Chicago. Il semblerait qu'au final cet élément semblerait qu'au final cet élément soit considéré comme une flèche et soit considéré comme une flèche et donne ainsi raison à ses donne ainsi raison à ses concepteurs.concepteurs.

2004 - Taipei 2004 - Taipei 101 (Taiwan)101 (Taiwan)

Taipei 101 est en cours Taipei 101 est en cours d'achèvement dans la ville de d'achèvement dans la ville de Taipei à Taiwan, devenant le Taipei à Taiwan, devenant le plus haut gratte-ciel du monde. plus haut gratte-ciel du monde. L'édifice a été réalisé par le L'édifice a été réalisé par le groupement d'architectes C.Y. groupement d'architectes C.Y. Lee & Partners Architects. La Lee & Partners Architects. La tour est capable d'abriter 12 tour est capable d'abriter 12 000 personnes, culmine à 508 000 personnes, culmine à 508 mètres et compte 101 étages mètres et compte 101 étages divisés en huit sections. Parmi divisés en huit sections. Parmi ses 34 ascenseurs certains ses 34 ascenseurs certains parviennent au 90e étage en 39 parviennent au 90e étage en 39 secondes. secondes.

Entre autres curiosités, Entre autres curiosités, une boule d'acier de une boule d'acier de 800 tonnes a été 800 tonnes a été suspendue au 88e suspendue au 88e étage de la tour. Elle a étage de la tour. Elle a une amplitude une amplitude d'oscillation pouvant d'oscillation pouvant aller jusqu'à 1,5 mètre, aller jusqu'à 1,5 mètre, permettant d'amortir permettant d'amortir jusqu'à 40% du jusqu'à 40% du mouvement de l'édifice mouvement de l'édifice lors de vents violents lors de vents violents dus aux ouragans, d'un dus aux ouragans, d'un tremblement de terre tremblement de terre ou d'une collision avec ou d'une collision avec un aéronef léger. un aéronef léger. L'aménagement de L'aménagement de cette boule et de sa cette boule et de sa chambre a été traité chambre a été traité comme une œuvre de comme une œuvre de design.design.

Gratte-ciels: des tours Gratte-ciels: des tours toujours plus hautes !toujours plus hautes !

Le mot skyscraper, qui veut dire gratte-ciel en anglais, était à Le 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 se Aujourd'hui le mot est exclusivement employé pour se rapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut rapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut que la moyenne, communément plus haut que 500 pieds que la moyenne, communément plus haut que 500 pieds (152 mètres).(152 mètres).La hauteur des gratte-ciels n'est pas quelque chose La 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 hauteur Dans la suite du dossier je me baserai sur la hauteur structurelle, généralement reprise comme hauteur officielle structurelle, généralement reprise comme hauteur officielle et définissant le point le plus haut de la structure du et définissant le point le plus haut de la structure du bâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totale bâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totale (atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter (atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter jusqu'à une centaine de mètres) et de la hauteur accessible jusqu'à une centaine de mètres) et de la hauteur accessible (point le plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).(point le plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).

Jusqu'au 19ème siècle, les Jusqu'au 19ème siècle, les bâtiments de plus de six étages bâtiments de plus de six étages étaient rares. Il était étaient rares. Il était inconcevable de monter inconcevable de monter quotidiennement autant d'étages quotidiennement autant d'étages en escalier. En outre, la pression en escalier. En outre, la pression de l'eau courante n'était pas de l'eau courante n'était pas suffisante pour s'élever à plus de suffisante pour s'élever à plus de 15m. Le développement de 15m. Le développement de l'acier, du béton armé, des l'acier, du béton armé, des pompes à eau et l'apparition de pompes à eau et l'apparition de l'ascenseur ont par la suite rendu l'ascenseur ont par la suite rendu possible la construction de possible la construction de bâtiments bien plus hauts, bâtiments bien plus hauts, pouvant dépasser les 300 pouvant dépasser les 300 mètres.mètres.

Les gratte-ciels sont apparus Les gratte-ciels sont apparus pour la première fois dans les pour la première fois dans les régions de New York et de régions de New York et de Chicago vers la fin du 19ème Chicago vers la fin du 19ème siècle. Le grand incendie de siècle. Le grand incendie de Chicago, qui détruisit une grande Chicago, qui détruisit une grande partie du centre ville, a permis partie du centre ville, a permis l'essor de cette nouvelle l'essor de cette nouvelle approche architecturale approche architecturale permettant de faire face au prix permettant de faire face au prix élevé du terrain. A ce moment les élevé du terrain. A ce moment les gratte-ciels étaient uniquement gratte-ciels étaient uniquement fonctionnels, l'aspect extérieur fonctionnels, l'aspect extérieur passant au second plan.passant au second plan.

C'est à partir du 20ème siècle qu'une C'est à partir du 20ème siècle qu'une approche esthétique se approche esthétique se développa, le gratte-ciel développa, le gratte-ciel présentant avant tout une vision présentant avant tout une vision de prestige que recherchait les de prestige que recherchait les investisseurs et architectes, avec investisseurs et architectes, avec la renommé de posséder le plus la renommé de posséder le plus haut gratte-ciel du monde et haut gratte-ciel du monde et allant même jusqu'à éclairer le allant même jusqu'à éclairer le bâtiment la nuit. Mais le gratte-bâtiment la nuit. Mais le gratte-ciel reste un bâtiment fonctionnel, ciel reste un bâtiment fonctionnel, accueillant des bureaux loués pour accueillant des bureaux loués pour rentabiliser la construction.rentabiliser la construction.

La hauteur des gratte-ciels semble La hauteur des gratte-ciels semble ne pas connaître de limite, chaque ne pas connaître de limite, chaque nouveau matériau inventé nouveau matériau inventé pouvant être mis à profit pour la pouvant être mis à profit pour la construction d'un nouveau construction d'un nouveau bâtiment susceptible de posséder bâtiment susceptible de posséder le record. Les 40m de hauteur des le record. Les 40m de hauteur des premiers buildings paraissent bien premiers buildings paraissent bien dérisoires aujourd'hui, plusieurs dérisoires aujourd'hui, plusieurs gratte-ciels actuels dépassant les gratte-ciels actuels dépassant les 400m, voir même 500m, mais 400m, voir même 500m, mais l'innovation et la volonté humaine l'innovation et la volonté humaine est encore en route, préparant des est encore en route, préparant des monstres approchant voir monstres approchant voir dépassant le kilomètre de dépassant le kilomètre de hauteur.hauteur.

CONCEPTION DES STRUCTURES

1-Conception des 1-Conception des structures:structures:Le choix d’une ossature poteaux Le choix d’une ossature poteaux poutres en acier constitue un vrai poutres en acier constitue un vrai parti constructifpour les grattes parti constructifpour les grattes ciel. Pour garantir l’objectif d’un ciel. Pour garantir l’objectif d’un délai d’exécution court, il est délai d’exécution court, il est indispensable, dès la conception, indispensable, dès la conception, de prendre en compte un certain de prendre 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 : • Exigences essentielles : protection au feu, acoustique, protection au feu, acoustique, thermique.thermique.

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.

Contraintes Contraintes architecturales:architecturales:

Portées des ossatures et des planchers:Portées des ossatures et des planchers: La portée des éléments d’ossature du plancher est La portée des éléments d’ossature du plancher est

déterminée par l’application des règles de calcul.déterminée par l’application des règles de calcul.Les principaux critères qui vont faire varier la portée des Les 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 • incorporation ou non des poutres métalliques dans la dalle béton,dalle 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 Une ossature de plancher à une seule nappe de poutres et des poteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois des poteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois sont des options constructives plus économiques. La sont des options constructives plus économiques. La double nappe augmente le nombre d’éléments et double nappe augmente le nombre d’éléments et d’assemblages, les poteaux apparents en façade d’assemblages, les poteaux apparents en façade nécessitent des protections complémentaires, des nécessitent des protections complémentaires, des traitements d’étanchéité et augmentent la portée des traitements d’étanchéité et augmentent la portée des poutres.poutres.Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + plaques) : e / 10 cmplaques) : e / 10 cm

*Encombrement des éléments *Encombrement des éléments porteurs:porteurs:Le système de points porteurs libère davantage de surface Le système de points porteurs libère davantage de surface qu’un système par éléments linéaires comme les murs et qu’un système par éléments linéaires comme les murs et refends.refends.En effet, par rapport à leur capacité de charges, les profils En effet, par rapport à leur capacité de charges, les profils laminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont laminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont des sections réduites. Une conception habile permet de faire des sections réduites. Une conception habile permet de faire coïncider les poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi coïncider les poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi d’absorber les retombées éventuelles.d’absorber les retombées éventuelles.Seulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans les Seulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans les cloisons séparatives.cloisons séparatives.Incorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, les Incorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, les cloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent cloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent les réponses à la plupart des exigences à respecter.les réponses à la plupart des exigences à respecter.Selon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutre Selon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutre métallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu métallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu souvent satisfaisante.souvent satisfaisante.  

                                                  Bâtiment type : solution béton

Bâtiment type : solution acier

2-Les poteaux:2-Les poteaux:Les H et les profils creux, ronds ou carrés, sont les Les H et les profils creux, ronds ou carrés, sont les produits sidérurgiques les mieux adaptés pour produits sidérurgiques les mieux adaptés pour réaliser un poteau.réaliser un poteau.En effet, le flambement d’un profil variant suivant la En effet, le flambement d’un profil variant suivant la direction du plan de flambement, le direction du plan de flambement, le dimensionnement des poteaux est conduit par la dimensionnement des poteaux est conduit par la plus petite valeur de résistance.plus petite valeur de résistance.En raison de ce critère, les sections de poteaux à En raison de ce critère, les sections de poteaux à moment d’inertie égaux sont les plus performants moment d’inertie égaux sont les plus performants et les plus économiques.et les plus économiques.L’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est L’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est toutefois possible sous réserve de la mise en place toutefois possible sous réserve de la mise en place d’un maintien contre le flambement exécuté dans la d’un maintien contre le flambement exécuté dans la direction de la plus faible inertie.direction de la plus faible inertie.

Les poteaux d’une ossature métallique sont Les poteaux d’une ossature métallique sont destinés à transmettre les charges verticales d’un destinés à transmettre les charges verticales d’un plancher à l’autre vers l’infrastructure ou les plancher à l’autre vers l’infrastructure ou les fondations et sont soumis à des contraintes axiales.fondations et sont soumis à des contraintes axiales.Certains sont amenés à participer au Certains sont amenés à participer au contreventement et à la reprise des charges contreventement et à la reprise des charges horizontales.horizontales.En général, un cheminement court pour la En général, un cheminement court pour la transmission des charges vers le sol grâce à la transmission des charges vers le sol grâce à la réduction du nombre d’éléments de construction réduction du nombre d’éléments de construction contribue à une conception optimisée de l’ossature. contribue à une conception optimisée de l’ossature. La position des poteaux est donc très déterminante La position des poteaux est donc très déterminante pour le système porteur et l’ensemble de l’ouvrage.pour le système porteur et l’ensemble de l’ouvrage.

2-Descentes de charges:2-Descentes de charges:

La détermination de la charge totale maximale qui sollicite un La détermination de la charge totale maximale qui sollicite un poteau s’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées poteau s’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées par les zones de plancher situées au-dessus du niveau considéré, par les zones de plancher situées au-dessus du niveau considéré, à l’aplomb du poteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un à l’aplomb du poteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un ordre de grandeur de dimensionnement, nous vous présentons ordre de grandeur de dimensionnement, nous vous présentons une méthode simplifiée.une méthode simplifiée.

A chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher A chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher dont les charges sont reportées sur le poteau.dont les charges sont reportées sur le poteau.Cette surface est définie selon deux directions orthogonales, le Cette surface est définie selon deux directions orthogonales, le plus souvent le sens des files porteuses d’une part et le sens plus souvent 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 …) ; elle est donc le produit de deux longueurs mesurées par rapport à l’écartement des poteaux.rapport à l’écartement des poteaux.La surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des La surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des poids surfaciques dépendant de la nature des charges et de la poids surfaciques dépendant de la nature des charges et de la destination du bâtiment (charges d’exploitation, poids propre).destination du 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 dessus de la section considérée afin d’obtenir le cumul des charges arrivant sur la fondation.charges arrivant sur la fondation.

Dégressivité des profilsDégressivité des profilsSur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteau Sur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteau augmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges augmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges peut être compensé par une adaptation des caractéristiques du peut être compensé par une adaptation des caractéristiques du profil (dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses profil (dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses capacités portantes.capacités portantes.Les laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cette Les laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cette souplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété souplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété des séries.des séries.

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 La transmission des efforts des poteaux vers les fondations doit être correctement assurée. Pour que les efforts doit être correctement assurée. Pour que les efforts concentrés dans de petites sections soient répartis sur la concentrés dans de petites sections soient répartis sur la surface d’appui, on utilise des plaques d’assise. La pression surface d’appui, on utilise des plaques d’assise. La pression ainsi exercée sur le béton ne dépasse pas les limites des ainsi exercée sur le béton ne dépasse pas les limites des contraintes admissibles. Les poteaux ne transmettant pas de contraintes admissibles. Les poteaux ne transmettant pas de moments de flexion aux fondations sont dits pendulaires. Ils moments de flexion aux fondations sont dits pendulaires. Ils sont ancrés à l’aide de boulons d’ancrages légers traversant sont ancrés à l’aide de boulons d’ancrages légers traversant la plaque d’assise.la plaque d’assise.Afin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le Afin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le pied de poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. pied de poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. Selon la nature de l’assemblage à réaliser, on distingue :Selon la nature de l’assemblage à réaliser, on distingue :• • ArticulationArticulationC’est le type d’assemblage utilisé de préférence pour les C’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 L’exemple suivant comporte une plaque d’extrémité et une plaque d’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux plaque d’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux déformations dues à l’articulationdéformations dues à l’articulation

                                                                                                                            

                                                        coupe AA et coupe BB                                             1 - Poteau HEA2 - Plancher RDC3 - Platine d'extrémité4 - Tige d'ancrage5 - Plaque d'assise Vue en plan

1. La plaque d’assise est mise en place avec les tiges d’ancrage 1. 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 2. La charpente est dressée puis boulonnée après durcissement du béton.durcissement du béton.Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de pré-scellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une pré-scellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une charpente métallique. En revanche, il est indispensable d’être charpente métallique. En revanche, il est indispensable d’être précis lors de la pose de la plaque d’assise.précis lors de la pose de la plaque d’assise.Un réglage de la structure est toujours possible en perçant des Un 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 Les tiges filetées sont mises en place au moment du coulage du béton.du béton.Le poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée de Le poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée de quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du poteau.poteau.La plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante La plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante consiste à placer des raidisseurs mais la première solution est consiste à placer des raidisseurs mais la première solution est globalement plus économique : plus de matière, moins de globalement plus économique : plus de matière, moins de travail en atelier.travail en atelier.Exemple de pied de poteau encastréExemple de pied de poteau encastré

1 - Poteau HEA1 - Poteau HEA2 - Plancher RDC 2 - Plancher RDC

3 - Platine d'extrémité3 - Platine d'extrémité4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton5 - Cale5 - Cale6 - 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

Les tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, Les tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, un écart de 3 à 5 cm est maintenu entre la face supérieure des un écart 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 fondations et la face inférieure de la plaque d’assise. Au cours du montage, le poteau est posé sur des cales et des coins permettant montage, le poteau est posé sur des cales et des coins permettant de régler ultérieurement sa position. Après ce réglage, un béton de de régler ultérieurement sa position. Après ce réglage, un béton de qualité est coulé dans l’intervalle et les cales sont retirées dès sa qualité est coulé dans l’intervalle et les cales sont retirées dès sa prise.prise.• Jonction de poteaux:• Jonction de poteaux:Dans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés en Dans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés en plusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant plusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant bout à bout deux tronçons.bout à bout deux tronçons.Joint de poteaux par platine d'extrémitéJoint de poteaux par platine d'extrémitéLe joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus Le joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus du niveau brut de la dalle afin d’en améliorer son accessibilité et le du niveau 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 soudés2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées3 - 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 Les éléments de poteaux peuvent représenter une ou deux hauteurs d’étages. Selon le projet, le recours à des tronçons de grande longueur d’étages. Selon le projet, le recours à des tronçons de grande longueur permet d’améliorer la productivité du chantier.permet d’améliorer la productivité du chantier.

3- Les poutres:3- Les poutres:Les IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus Les IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus

couramment utilisés pour former une poutre.couramment utilisés 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 La disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solives perpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour et solives perpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et la rapidité du chantier tout en respectant améliorer les coûts et la rapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques des volumes de bâtiments les caractéristiques géométriques des volumes de bâtiments d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisation d’une d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisation d’une nappe simple de poutres, solution plus économique.nappe simple de poutres, solution plus économique.En effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la En effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la poutre (et donc sa dimension) est directement dépendante de poutre (et donc sa dimension) est directement dépendante de l’épaisseur du plancher et conditionne son implantation.l’épaisseur du plancher et conditionne son implantation.

*Portée des poutres:*Portée des poutres:L’acier, grâce à ses performances, autorise des portées L’acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantes dans les ossatures de type filaire.importantes dans les ossatures de type filaire.Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15 Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15 mètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissements mètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissements importants conviennent aux équipements publics (salles de importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle, halls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de spectacle, halls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de bureaux, lieux d’exposition).bureaux, lieux d’exposition).Des portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux Des portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dont la densité de cloisonnement est importante ou lorsque dont la densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur du plancher est un critère déterminant. Le nombre de l'épaisseur du plancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alors élevé mais en revanche leurs sections sont poteaux est alors élevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cette disposition est bien adaptée pour des assez faibles. Cette disposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitive basées sur des modules de petite ossatures à trame répétitive basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres).dimension (3 à 6 mètres).Ce dernier cas convient aux contraintes présentes dans les Ce dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets de bâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et projets de bâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieux d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences les lieux d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences universitaires,…).universitaires,…).

*Implantation de la poutre:*Implantation de la poutre:Deux implantations sont possibles.Deux implantations sont possibles.

1-1-La poutre est positionnée sous la La poutre est positionnée sous la dalledalle::

• • La dalle portée peut être mince (en La dalle portée peut être mince (en fonction de la capacité porteuse de fonction de la capacité porteuse de l’élément et des contraintes l’élément et des contraintes acoustiques).acoustiques).• La poutre apparente doit être • La poutre apparente doit être incluse en cloisons ou habillée pour la incluse en cloisons ou habillée pour la sécurité incendie.sécurité incendie.• L’addition de connecteurs permet • L’addition de connecteurs permet d’exploiter les capacités des d’exploiter les capacités des structures mixtes.structures mixtes.

Dans cette configuration, un profil IPE Dans cette configuration, un profil IPE 270 de nuance S355 permet les 270 de nuance S355 permet les portées maximales suivantes :portées maximales suivantes :4 m = longueur de la poutre 4 m = longueur de la poutre épaisseur de dalle : 16 à 18 cmépaisseur de dalle : 16 à 18 cm6 m = élément perpendiculaire 6 m = élément perpendiculaire charges d’exploitation : logement.charges d’exploitation : logement.

Lorsque les poutres sont disposées sous Lorsque les poutres sont disposées sous la dalle, le plenum peut être utilisé la dalle, le plenum peut être utilisé pour le passage des canalisations, pour le passage des canalisations, gaines et fileries. Il convient en outre gaines et fileries. Il convient en outre de prendre certaines dispositions au de prendre certaines dispositions au droit des parois verticales, droit des parois verticales, notamment en matière de protection notamment en matière de protection au feu et d’acoustique.au feu et d’acoustique.

La poutre est incorporée dans laLa poutre est incorporée dans la dalledalle.. • 40 à 50 mm mini au-dessus • 40 à 50 mm mini au-dessus de la poutre sont nécessaires de la poutre sont nécessaires pour l’enrobage des aciers.pour l’enrobage des aciers.• La poutre ainsi enrobée • La poutre ainsi enrobée possède une stabilité au feu possède une stabilité au feu de 30 à 60 min selon de 30 à 60 min selon l’exposition de la semelle l’exposition de la semelle inférieure.inférieure.• Les éléments du plancher • Les éléments du plancher prennent appui sur l’aile prennent appui sur l’aile inférieure de la poutre.inférieure de la poutre.

La poutre de riveLa poutre de rive Dans le sens porteur, un Dans le sens porteur, un profil en U placé en rive profil en U placé en rive permet de jouer à la fois le permet de jouer à la fois le rôle porteur et la fonction rôle porteur et la fonction d’arrêt de coulée.d’arrêt de coulée.Dans le sens perpendiculaire Dans le sens perpendiculaire aux files porteuses, l’arrêt de aux files porteuses, l’arrêt de coulée est généralement coulée est généralement assuré par une tôle pliéassuré par une tôle plié

L’assemblage désigne un L’assemblage désigne un dispositif constructif dispositif constructif destiné à réunir ensemble destiné à réunir ensemble deux ou plusieurs pièces deux ou plusieurs pièces de sorte d’assurer la de sorte d’assurer la bonne transmission des bonne transmission des efforts. Ce paragraphe a efforts. Ce paragraphe a pour but de présenter pour but de présenter quelques règles simples quelques règles simples sans entrer dans les sans entrer dans les calculs de vérification de calculs de vérification de la résistance des la résistance des assemblages. Le choix de assemblages. Le choix de bonnes dispositions bonnes dispositions constructives permet constructives permet d’obtenir des résultats d’obtenir des résultats satisfaisants. satisfaisants.

4-Les assemblages:

                        Nœud poteau/poutre/palée31 logements (Reims)

5-La stabilité :5-La stabilité :

Les dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’une Les dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’une construction. Le système de contreventement de l’ossature agit contre les construction. 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 assurant la stabilité latérale du bâtiment. Ces efforts s’appliquent en premier sur la « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc premier sur la « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc d’abord dans les plans formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent d’abord dans les plans formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent les dispositifs de stabilité.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 panneaux) doivent être disposés selon deux directions non parallèles et dans trois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à dans trois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à une disposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins trois une disposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins trois contreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux contreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux agissant suivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris agissant suivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris (directions x et y) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux (directions x et y) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux premiers un couple résistant à la torsion.premiers un couple résistant à la torsion.

*Plan vertical:*Plan vertical:Mise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un Mise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un panneau rigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de panneau rigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de deux poteaux et de deux traverses horizontales.deux poteaux et de deux traverses horizontales.

*Plan horizontal:*Plan horizontal:Effet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchers Effet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchers d’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité du d’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité du bâtiment.bâtiment.Ils transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de Ils transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de stabilité auxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut stabilité auxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut constituer un diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une constituer un diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une triangulation.triangulation.C’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ou C’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ou insuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres insuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres dans le bâtiment.dans le bâtiment.

Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes suivants :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 Pour l’application en bâtiments courants d’habitation, le référentiel PRISM développe ici essentiellement les trois premiers procédés.développe ici essentiellement les trois premiers procédés.

*Palées triangulées:*Palées triangulées:Économique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour Économique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour

des bâtiments de hauteur faible à moyenne.des bâtiments de hauteur faible à moyenne.Pour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs Pour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs barres métalliques formant une triangulation dans une partie de barres métalliques formant une triangulation dans une partie de l’ossature dans le plan vertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à l’ossature dans le plan vertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à des efforts normaux (tractions ou compressions) et forment des palées de des efforts normaux (tractions ou compressions) et forment des palées de stabilité.stabilité.Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs étages.étages.

6-Noyaux:6-Noyaux:L’ossature métallique peut L’ossature métallique peut être stabilisée par des être stabilisée par des tubes verticaux réalisés en tubes verticaux réalisés en béton. Ces cages servent à béton. Ces cages servent à abriter les circulations abriter les circulations verticales (escalier, verticales (escalier, ascenseur, canalisations), ascenseur, canalisations), le matériau leur apportant le matériau leur apportant la protection au feu la protection au feu requise. Ce double usage requise. Ce double usage occupe un espace occupe un espace restreint.restreint.Les poutres et les dalles Les poutres et les dalles de plancher doivent être de plancher doivent être rendues solidaires du rendues solidaires du noyau. Les attaches noyau. Les attaches doivent tenir compte des doivent tenir compte des différences de tolérance différences de tolérance entre les deux matériaux entre les deux matériaux afin de permettre la afin de permettre la reprise des charges dès la reprise des charges dès la mise en service.mise en service.

6-La trame6-La trame : :Une trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à la Une trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à la

conception.conception.Cette trame est définie à la fois en fonction des contraintes de Cette trame est définie à la fois en fonction des contraintes de distribution spatiale et des capacités porteuses des éléments du distribution spatiale et des capacités porteuses des éléments du plancher (poutres et panneaux) afin d’obtenir une conception plancher (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 être dans les parois de façade ou séparatives intérieures doit être recherchée.recherchée.

ETUDE DE QUELQUES ETUDE DE QUELQUES EXEMPLEEXEMPLE

The New York Times The New York Times Building, New York City Building, New York City

(NY) - USA(NY) - USA (Renzo piano)(Renzo piano)

The New York Times, journal quotidien The New York Times, journal quotidien principal des USA créé en 1851, ont principal des USA créé en 1851, ont

lancé en 2000 une concurrence lancé en 2000 une concurrence d'architecture de concevoir ses futurs d'architecture de concevoir ses futurs sièges sociaux, pour être construit sur sièges sociaux, pour être construit sur un espace pas loin de son endroit réel, un espace pas loin de son endroit réel, la région monde-célèbre de place de la région monde-célèbre de place de

périodes, à laquelle le journal a donné périodes, à laquelle le journal a donné son nomson nom

L’esquisseL’esquisse

Chaque architecture indique une Chaque architecture indique une histoire, et l'histoire que ce bâtiment histoire, et l'histoire que ce bâtiment propose est une de la légèreté et du propose est une de la légèreté et du transparent. Tandis que concevoir transparent. Tandis que concevoir une tour accomplit le plus grand défi une tour accomplit le plus grand défi dans l'extension ascendante, il dans l'extension ascendante, il contribue également une présence contribue également une présence dans l'horizon qui est vibrant et dans l'horizon qui est vibrant et changeant avec les vents.changeant avec les vents.La forme de base de 52-storey La forme de base de 52-storey building.s est simple, primaire, building.s est simple, primaire, pareillement à la grille de Manhattan. pareillement à la grille de Manhattan. Elle est mince, n'emploie pas le verre Elle est mince, n'emploie pas le verre reflété ou teinté qui rend des tours reflété ou teinté qui rend des tours les sujets mystérieux et hermétiques. les sujets mystérieux et hermétiques. Au contraire, l'utilisation du verre Au contraire, l'utilisation du verre clair a combiné avec un modèle des clair a combiné avec un modèle des cylindres en céramique minces placés cylindres en céramique minces placés sur un cadre en acier, placé un à deux sur un cadre en acier, placé un à deux pieds devant le verre, du fond jusqu pieds devant le verre, du fond jusqu au dessus. Ce mur rideau permettra au dessus. Ce mur rideau permettra un degré élevé d'efficacité un degré élevé d'efficacité énergétique le chauffage et en énergétique le chauffage et en refroidissant le bâtiment, et le fera refroidissant le bâtiment, et le fera obtenir une couleur différente, selon obtenir une couleur différente, selon l'atmosphère : bleuâtre après la l'atmosphère : bleuâtre après la pluie, miroitant le rouge au coucher pluie, miroitant le rouge au coucher du soleil.du soleil.

Plans et coupes Plans et coupes du projetdu projet

Façades et vuesFaçades et vues

Quelques détailsQuelques détails

LA MAQUETTELA MAQUETTE

BURJ AL ARAB DE DUBAIBURJ AL ARAB DE DUBAI

Plans du Plans du projetprojet

               

               

Quelques vuesQuelques vues

BURJ BUBAIBURJ BUBAI

Situé à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage Situé à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage (non encore rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 (non encore rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 mètres pour 160 étages. mètres pour 160 étages.

A noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société A noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société EMAAR Properties, sa construction revient à un consortium EMAAR Properties, sa construction revient à un consortium mené par le groupe sud-coréen Samsung Electronics et auquel mené par le groupe sud-coréen Samsung Electronics et auquel participe avec une proportion de 35% l'entreprise belge Besix participe avec une proportion de 35% l'entreprise belge Besix (35% revient à Samsung Electronics, 35% à Besix et 30 % à (35% revient à Samsung Electronics, 35% à Besix et 30 % à Arabtech). Besix a déjà participé à la construction d'autres Arabtech). Besix a déjà participé à la construction d'autres

bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.

Plans et vuesPlans et vues

Fondations terminées pour Burj Dubaï, le Fondations terminées pour Burj Dubaï, le futur plus haut gratte-ciel du monde:futur plus haut gratte-ciel du monde:  

Les fondations de la tour BurjLes fondations de la tour Burj Dubaï, Dubaï, située aux Emirats Arabes Unis, sont située aux Emirats Arabes Unis, sont désormais achevées. Commence désormais achevées. Commence maintenant la construction de la maintenant la construction de la partie aérienne de ce qui deviendra la partie aérienne de ce qui deviendra la plus haute tour du monde lors de son plus haute tour du monde lors de son inauguration en décembre 2008.inauguration en décembre 2008.

Les fondations sont constituées de 192 Les fondations sont constituées de 192 piles qui s'enfoncent à 50 mètres dans piles qui s'enfoncent à 50 mètres dans le sol. La partie aérienne se construira le sol. La partie aérienne se construira au rythme d'un étage par semaine, au rythme d'un étage par semaine, pour atteindre une hauteur encore pour atteindre une hauteur encore non officiellement dévoilée dépassant non officiellement dévoilée dépassant très probablement les 700 mètres, très probablement les 700 mètres, pouvant même approcher les 800 pouvant même approcher les 800 mètres selon certains spécialistes. La mètres selon certains spécialistes. La hauteur de la tour est tenue secrète, hauteur de la tour est tenue secrète, la conception du bâtiment permet une la conception du bâtiment permet une modification de la hauteur finale modification de la hauteur finale pendant la construction.pendant la construction.

Les fondations de la tour Burj Dubaï

WORLD TRADE CENTERWORLD TRADE CENTERTOURS JUMELLESTOURS JUMELLES

IntroductionIntroductionLa construction des tours de centre commercial mondial a La construction des tours de centre commercial mondial a commencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts commencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts

avril 4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant avril 4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant l'attaque. Comme aura été desséché pour toujours sur la l'attaque. Comme aura été desséché pour toujours sur la mémoire de tous les lecteurs, elles ont été détruites dans mémoire de tous les lecteurs, elles ont été détruites dans une attaque de terroriste 11 septembre 2001. La méthode une attaque de terroriste 11 septembre 2001. La méthode

de destruction était simple et dévastatrice, à savoir de destruction était simple et dévastatrice, à savoir attaque de suicide en l'avion. Les images résultantes des attaque de suicide en l'avion. Les images résultantes des

tours brûlant et s'effondrant étaient ceux personne jamais tours brûlant et s'effondrant étaient ceux personne jamais attendu voir.attendu voir.

Le premier avion a heurté la tour du nord au temps de Le premier avion a heurté la tour du nord au temps de gens du pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à gens du pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à

10.28 AM ou à 1. heures après l'impact.10.28 AM ou à 1. heures après l'impact.La deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est La deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est

effondrée plus rapidement, à 10.05 AM.effondrée plus rapidement, à 10.05 AM.

Tours De Centre commercial mondial De la Figue 1 Avant Attaque (photo associée de pression)

*Détails des bâtiments:*Détails des bâtiments:La figue 1 montre les deux tours en service. Ces tours étaient les principaux La 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 bâtiments dans un complexe du développement de ville. L'endroit de ces tours sur l'emplacement de centre commercial mondial est montré dans tours sur l'emplacement de centre commercial mondial est montré dans Fig.2, avec la direction des impacts.Fig.2, avec la direction des impacts.Les tours étaient l'un des meilleurs exemples "de la construction de tour de 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 tube", une forme structurale idéalement convenue à fournir la force et la rigidité exigées pour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une rigidité exigées pour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une armature derésistance rigide a été formée comportant 59 colonnes de boîte-armature derésistance rigide a été formée comportant 59 colonnes de boîte-section, espacées aux centres de 1.02 mètre, reliés par les faisceaux section, espacées aux centres de 1.02 mètre, reliés par les faisceaux profonds de spandrel. Les armatures n'ont pas fonctionné dans les coins, profonds de spandrel. Les armatures n'ont pas fonctionné dans les coins, cependant, là un raccordement de cisaillement entre les deux armatures cependant, là un raccordement de cisaillement entre les deux armatures adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi que les adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi que les planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Ce planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Ce tube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés tube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés sans colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de sans colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de boîte-section ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical boîte-section ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical seulement. La figue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors seulement. La figue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors qu'une des colonnes extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 qu'une des colonnes extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 millimètres est montrée dans fig. 4.millimètres est montrée dans fig. 4.

Fig. 2 plan d'emplacement du développement de centre commercial

mondial Montrer l'endroit des deux tours

L'accès et les services ont été réalisés le L'accès et les services ont été réalisés le noyau central, comme montré dans la figue 5.noyau central, comme montré dans la figue 5.

Le système de plancher a comporté 900 Le système de plancher a comporté 900 poutrelles profondes de barre espacées aux poutrelles profondes de barre espacées aux

centres de 2.04 m et attachées par les centres de 2.04 m et attachées par les poutrelles secondaires. Ces poutrelles poutrelles secondaires. Ces poutrelles

secondaires ont alors soutenu une plate-secondaires ont alors soutenu une plate-forme profilée sur laquelle a été versée une forme profilée sur laquelle a été versée une

dalle en de béton légère épaisse de 100 dalle en de béton légère épaisse de 100 millimètres. Le dessus des poutrelles de barre millimètres. Le dessus des poutrelles de barre

tenues au-dessus du soffit de orner et a été tenues au-dessus du soffit de orner et a été moulé dans la dalle en de béton pour rendre moulé dans la dalle en de béton pour rendre

les poutrelles de barre composées d'une les poutrelles de barre composées d'une façon semblable au système de Speedfloor.façon semblable au système de Speedfloor.

Les poutrelles de barre enjambées entre les Les poutrelles de barre enjambées entre les armatures de périmètre et le noyau, comme armatures de périmètre et le noyau, comme montré dans la figue 6. La figue 7 montre un montré dans la figue 6. La figue 7 montre un isométrique d'une partie du plancher et du isométrique d'une partie du plancher et du

mur extérieur, illustrant certains des détails mur extérieur, illustrant certains des détails décrits ci-dessus.décrits ci-dessus.

La pesanteur et les systèmes derésistance La pesanteur et les systèmes derésistance latéraux ont été conçus pour fournir la force latéraux ont été conçus pour fournir la force et la rigidité exigées d'un bâtiment de 110 et la rigidité exigées d'un bâtiment de 110

étages avec la charge morte minimum. Ceci a étages avec la charge morte minimum. Ceci a été réalisé très bien, avec un poids de partie été réalisé très bien, avec un poids de partie

métallique seulement 44.5 de surface métallique seulement 44.5 de surface couverte de kg/m 2. La lumière même et la couverte de kg/m 2. La lumière même et la

structure ouverte, superbly machinées pour structure ouverte, superbly machinées pour rencontrer l'utilité et la limite finale de rencontrer l'utilité et la limite finale de

conception énoncez les conditions sur un conception énoncez les conditions sur un bâtiment de ces taille et taille, fait bâtiment de ces taille et taille, fait

probablement les bâtiments plus vulnérables probablement les bâtiments plus vulnérables pour s'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait pour s'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait été la caisse pour un système structural plus été la caisse pour un système structural plus

inefficace et plus lourd.inefficace et plus lourd.

NOUVEAU PROJET DE NOUVEAU PROJET DE RECONSTRUCTIONRECONSTRUCTION

THE FREEDOM TOWER THE FREEDOM TOWER

VOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUESVOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUES

Une tour polycentrique pourgarantir confort et sécurité

Plutôt que d’articuler classiquement les surfaces autour

d’unnoyau 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.

Reposant sur une structure externe, le projetest conçu pour garantir une meilleure stabilitéde la construction et la sécurité maximaleen fragmentant les risques, quelle que soitl’ampleur de l’agression, notamment l’incendieou des secousses sismiques. “Dépourvude volume fermé en partie central commedans une structure traditionnelle.

Enfin, ce dispositif de circulations multipleset centrifuges évite les situations d’engorgementet permet de combattre le sinistredans les meilleures conditions d’intervention.Aucun IGH n’offre actuellement de tellescapacités d’évacuation et d’intervention,”conclut Claude Delalande. F.A.

conclusion