Projet de conception des structures

Résumé du document

Introduction

Au cours de ce mini-projet de conception des structures, nous abordons l'aspect dynamique des bâtiments à travers la conception d'une salle de contrôle d'une installation classée pour la protection de l'environnement (ICPE). L'exploitation de cette installation présente des risques pour l'environnement. En tant que telle, la zone alentour est soumise à une réglementation spécifique.
Le but de ce projet est de proposer des solutions techniques de construction pour un bâtiment de type R+1 de 1000 m² résistant à une explosion. Il s'en suivra une modélisation Robot pour une étude du bâtiment soumis à une explosion.

1) L'ouvrage et son environnement

A ? Reconnaissance du site

Le choix du site d'implantation des bâtiments exceptionnels doit faire l'objet d'études poussées. De nombreux paramètres déterminent la décision finale : des données urbanistiques, économiques, climatiques, écologiques, géologiques, techniques...
L'implantation de la salle de contrôle sur le site industriel est aussi conforme aux critères de choix l'implantation d'un bâtiment parasismique.
Une étude du site et une reconnaissance des sols approfondis doivent alors permettre d'évaluer les effets directs et les effets induits que produiraient les séismes de référence sur la construction.
L'importance des études du site est en général proportionnelle à l'importance du projet. Dans le cas de notre bâtiment (ICPE), cette étude doit comporter :
- Des études topographiques à partir des cartes, photos aériennes... afin de reconnaitre des zones potentiellement instables.
- Des études géologiques et géomorphologiques portant sur la susceptibilité du site à des mouvements de terrain.
- Des études hydrologiques et hydrogéologiques. Etant donné le rôle capital que joue l'eau dans la stabilité des sols liquéfiables, il est nécessaire d'étudier les circulations des eaux superficielles et souterraines ainsi que les variations des nappes aquifères.
- Des prospections géophysiques permettant de reconnaitre les structures géologiques souterraines, l'épaisseur et la nature des sols à faible et à grande profondeur, des accidents et anomalies (cavités souterraines, poches d'argile, altération de la roche...).
Voici l'aperçu des différentes études de site à réaliser pour des constructions parasismiques.
Nous sommes donc maintenant en mesure de dire que l'étude géologique fournie dans le dossier n'est pas suffisante pour notre étude et de nouvelles études doivent donc être réalisées.
Il serait intéressant pour nous de connaitre aussi le comportement du sol face à une sollicitation dynamique notamment pour connaitre la période propre du sol.
Les principes énoncés ci-dessus sont compatibles aux phénomènes ondulatoires (...)

Extraits

[...] Cette traction devra être reprise pas des aciers. De plus, comme on s'y attendait, les massifs de pieux les plus chargés seront les massifs de pieux sous les poteaux qui devront reprendre au maximum 2200 kN. Cette valeur reste admissible par les massifs de pieux choisis. Contraintes suivant yy (pour le 1er cas de sollicitations) Concernant les contraintes dans les différentes sections, elles sont au maximum de l'ordre de 8 MPa en compression. Cette valeur est donc nettement inférieure à celle de la résistance caractéristique du béton. [...]

[...] On ne pourra en effet pas ouvrir les fenêtres pour assurer la surpression du bâtiment et assurer la sécurité en cas d'explosion PVB polyvinyle de butyral : matériau de synthèse utilisé pour assembler les verres et fabriquer du vitrage feuilleté Page 46 sur 69 B Portes blindées Conformément au guide de conception (paragraphe Portes blindées), les portes blindées sont en acier. Elles peuvent être soit coulissantes soit pivotantes. Voici un exemple de porte blindée que nous pouvons trouver chez les fabricants (ici Calcagnismf). Quelques caractéristiques de ces portes : La porte, d'une épaisseur de 65 mm, est entièrement vitrée. Le vantail et dormant sont en acier coupe-feu ou à rupture de pont thermique. Le cadre est pré-scellé. [...]

[...] Rappelons que ce bâtiment est implanté à proximité d'une ICPE. Par définition une ICPE est une ‘exploitation industrielle ou agricole susceptible de créer des risques ou de provoquer des pollutions ou nuisances, notamment pour la sécurité et la santé des riverains'. (Définition de l'inspection des installations classées) C'est pourquoi, pour des raisons de sécurité, le bâtiment doit être dimensionné pour résister à certaines sollicitations extérieures. Il doit en particulier : Séisme Le bâtiment étant situé dans les environs de Rouen, la réglementation en vigueur indique que l'on se trouve dans une zone c'est-à-dire que le risque de séisme et négligeable bien que non nul. [...]

[...] Il y a en effet un phénomène d'accélération au niveau des angles extérieurs du bâtiment. L'air est considéré comme un fluide, l'effort est donc toujours perpendiculaire à la surface étudiée. La démarche à suivre pour déterminer les efforts sur les parois consiste à : Déterminer la vitesse du vent de référence Déterminer la pression dynamique de pointe qb(z) Déterminer les coefficients de pression intérieur et extérieur qui vont donner la répartition de la pression sur la structure (Remarque : il faut combiner les efforts extérieurs avec ceux intérieurs pour connaitre la résultante qui s'applique sur une paroi) Page 11 sur 69 Combiner le coefficient de pression et la pression dynamique de pointe pour déterminer les efforts w 1 - Vitesses de référence vb Dans notre cas, nous allons comparer deux types de vitesses : les vitesses de vents calculées directement sur la zone et la vitesse de vent imposée par la carte des vents et majorée du coefficient d'exposition du site de valeur 1,30. [...]

[...] On peut noter qu'il existe une différence entre les règles de construction des différents pays. Pour illustrer cette remarque, on se réfère à une enquête réalisée en Angleterre sur la tenue des bâtiments aux incendies. Sur 840 incendies, la probabilité de destruction de la structure est faible tandis que la destruction localisée d'un élément de structure est plus élevée (15 A travers cet exemple, on voit qu'en Angleterre, contrairement aux Eurocodes, les règles sont faites de manière à ce que si un des éléments de la structure est défaillant ou inexistant elle ne s'effondre pas. [...]