Ingénierie des structures

L'ingénierie des structures^[1] est un domaine de l'ingénierie et plus particulièrement du génie civil, traitant de la stabilité des constructions (conception et de l'analyse des structures).

Une structure est soumise à différentes actions, permanentes ou variables dans le temps, statiques ou dynamiques, de nature mécanique ou thermique, et sa conception vise à satisfaire certains critères vis-à-vis de ces actions :

• Sécurité : sa résistance, son équilibre et sa stabilité doivent être assurés avec une probabilité choisie ;
• Performance : son fonctionnement et le confort associés doivent être garantis pour une durée suffisante ;
• Durabilité : la dégradation de la structure dans le temps doit être limitée et maîtrisée pour satisfaire les deux premiers critères.

Les structures rencontrées le plus fréquemment sont les bâtiments et les ouvrages d'art, mais l'ingénierie des structures s'intéresse également à la conception d'ouvrages souterrains, de machines, de bateaux, de structures maritimes, ou de toute autre construction dont l'intégrité structurale est déterminante.

Actions sur les structures

Les actions qui agissent sur les structures sont catégorisées et normées. Les principales sont :

Le poids propre

Il s'agit du poids de la structure elle-même. Par exemple, le béton armé pèse 2500 kg/m³, l'acier 7850 kg/m³, le bois de construction (résineux) 500 kg/m³.

(En France, la norme NF P 06.004 donne une liste quasi-exhaustive des densités des matériaux utilisés en génie civil. Depuis le 25 mars 2009^[2], cette norme a été remplacée par la norme NF P06-111-2/A1^[3].)

Les charges permanentes (G)

Il s'agit de l'équipement de l'ouvrage (les revêtements, les cloisons, les installations techniques) qui sera en permanence associé à la structure (pas de variation temporelle).

Pour des bureaux, elles sont habituellement de 100 daN/m².

(En France, la norme NF P 06.004 indique les densités des matériaux utilisés en construction de bâtiments.)

Les charges d'exploitation (Q)

Ce sont les charges venant de l'utilisation de l'ouvrage. Par exemple, le poids des piétons, celui du trafic routier sur un pont, l'utilisation des bureaux (personnes et mobilier) ou le poids des voitures dans un parking en font partie. Il est également possible de considérer certaines de ces charges (mobiles) comme des charges variant dans le temps et l'espace pour en tirer une analyse dynamique.

Pour des bureaux, elles sont habituellement de 250 daN/m².

(En France, la norme NF P 06.001 décrit pour chaque local de chaque type d'ouvrage les charges à prendre en compte.)

Les charges climatiques

les efforts dus au vent ou à la neige appelés.

Ces charges sont déterminées en Europe à l'aide de l'Eurocode 1 et étaient en France calculées grâce aux normes NV65 N84 modifiées 2000.

Les charges sismiques

Les efforts entraînés par un séisme sont de nature dynamique et sollicitent les ouvrages de manière très particulière.

(En France, norme PS92 qui sera progressivement remplacé par l'Eurocode 8.)

Notes et références

1. Les termes ingénierie structurale et génie des structures se rencontrent également.
2. Avis relatif à l'homologation et à l'annulation de normes, publié au JORF du 14 mars 2009.
3. NF P06-111-2/A1. ― Eurocode 1 : actions sur les structures. ― Partie 1-1 : actions générales. ― Poids volumiques, poids propres, charges d'exploitation des bâtiments. ― Annexe nationale à la NF EN 1991-1-1. ― Poids volumiques, poids propres, charges d'exploitation des bâtiments (indice de classement : P06-111-2/A1)

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