Dans ce projet, nous avons travaillé comme ingénieurs en structures pour l’agence de paysage TER à Paris. TER est une agence de paysagistes et d’architectes qui opère à l’échelle mondiale (ils ont des projets à Paris, Los Angeles, Shanghai, Hambourg, Barcelone, etc.).
Sur leur site web, vous pouvez consulter leurs projets les plus remarquables : http://agenceter.com.
La structure que nous avons analysée fait partie d’un projet de parc public avec diverses installations situé à Porte Pouchet, au nord de Paris. La structure est une sculpture en béton composée de plaques pliées, rappelant visuellement la technique des origamis en papier. Entre les deux plaques se trouve un toboggan ainsi qu’un réseau de câbles et de filets tendus qui forment une aire de jeux pour enfants.
Il s’agit d’un élément de grande envergure (12 m de hauteur) qui remplit non seulement une fonction ludique, mais également celle d’un point de repère.
1. NOTIONS DE BASE SUR LES STRUCTURES LAMINAIRES
Expérimenter avec les plaques
Les formes des plaques structurelles sont très diverses et chacune d’elles détermine un comportement résistant. La clé est de pouvoir mobiliser la résistance soit par un système de blocage type arc ou catenary, soit par un pliage qui confère de l’inertie à l’élément.
Voyons ces concepts en utilisant une feuille de papier.
Tout d’abord, faisons en sorte que la feuille de papier travaille comme une console:
Si nous prenons la feuille de papier par deux points, la feuille se déformera par flexion en une section proche de l’ancrage créé par les doigts. Dans ce cas, étant donné que les charges de poids propre sont perpendiculaires à la surface, la feuille doit résister par flexion dans le plan de la feuille. La résistance à la flexion d'une feuille droite, caractérisée par l'inertie, est pratiquement nulle, car son épaisseur est très petite (son inertie est exactement un douzième de la largeur multipliée par l’épaisseur au cube).
Si nous plions la feuille en deux et la maintenons, nous pouvons observer que la feuille présente une déformation pratiquement nulle. Dans ce cas, l'inertie de la section résistante à la flexion est augmentée. Le même phénomène est observé si la feuille est placée verticalement. Si nous ajoutons des plis, l'inertie diminuera, et en pratique, on cherche à avoir l’arête qui minimise sa taille ou le poids de la structure.
Deuxièmement, nous allons faire en sorte que la feuille de papier fonctionne comme un arc ou une catenary.
En bloquant le déplacement des deux extrémités, la feuille de papier résiste à son propre poids et peut en plus être chargée. Cela se produit car un arc résistant se forme et le papier se comprime dans son plan. Le travail de la structure est essentiellement de compression et non de flexion comme dans le cas précédent.
Si nous suspendons la feuille par ses extrémités, nous aurons un travail en feuille tendue, ce qui est beaucoup plus adapté aux caractéristiques du papier. La charge qu'elle peut supporter est bien plus grande car nous n'avons pas le phénomène d'instabilité qui se produit lorsque le papier est comprimé (flambage ou enfoncement).
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