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Conception et calcul des structures en verre

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par Mathieu Studer
Université Libre de Bruxelles - Licencié en Ingénieur civil architecte 2008
  

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Faculté des Sciences appliquées

Conception et calcul des structures

en verre

Promoteur: Y. Rammer Mémoire de fin d'étude présenté par

Co-Promoteur : M. Provost STUDER Mathieu

Lecteur : C. Pimpurniaux en vue de l'obtention du grade

d'Ingénieur Civil Architecte

Année Académique 2007-2008

«The most powerful way that an enginner can contribute to the work of architects is by exploring the nature of the materials and using that knowledge to produce a special quality (...). Exploration and innovation are the keys.»

Peter Rice

An Engineer Imagines, Paris, Artemis, 1994

«What the engineer perceives as a structure the architect sees at a sculpture - of course it's both»

Ove Arup

Stacking of glass- Structures and Sculptures, GPD, 200

Résumé

Le verre est un matériau connu depuis plus de 5000 ans. Cependant, son usage en tant que vitrage ne remonte qu'à quelques siècles. Depuis une dizaine d'années, des progrès importants tant du point de vue de la production que des différents procédés de modifications ont permis d'augmenter les capacités de résistance du verre.

Actuellement, il existe quelques réalisations de structure en verre, qui répondent à un besoin de l'architecture contemporaine d'utiliser des éléments de construction de plus en plus minces comme l'acier ou de plus en plus transparents comme le verre. Les structures en acier ont déjà été largement étudiées dans le passé et le comportement des différents éléments est aujourd'hui bien maîtrisé. Le comportement fragile du verre a souvent été un frein à son utilisation comme élément de structure. Le verre reste un matériau de construction encore mal connu et mal maîtrisé du point de vue de ses propriétés, de sa résistance, de son dimensionnement et de ses différents moyens d'assemblage.

Ce travail donne une méthodologie d'un point de vue de la conception du calcul des colonnes et des poutres chargées dans le plan des feuilles. La méthode pour déterminer la résistance du verre tient compte de l'état de surface et de la durée de chargement. Le dimensionnement tient compte des différents phénomènes d'instabilité car les éléments en verre sont souvent très élancés. Il donne également une vision sur les différents moyens d'assemblages sans pour autant développer des méthodes de calcul.

Remerciements

Je tiens tout d'abord à remercier le professeur Y. Rammer qui m'a accordé sa confiance pour la mise en oeuvre de ce sujet et pour m'avoir prodigué quantité de conseils pratiques importants.

Ensuite, j'aimerais remercier Monsieur M. Provost pour m'avoir aiguillé tout au long de ce travail et pour son aide dans la compréhension de certains concepts.

Je tiens également à remercier toutes les personnes qui de près ou de loin m'ont aidées dans la quête d'informations et de compréhension et tout particulièrement Monsieur C. Pimpurniaux (SECO), Monsieur G. Zamarti (CSTC), Monsieur M. Crisinel (EPFL, CH), Monsieur A. Luible (Josef-Gartner, CH), Monsieur M. Haldimann (Emch + Berger, CH), Monsieur F.P. Bos (T.U. Delft, NL), Monsieur R. Speelman (AGC flat glass), Monsieur L. Daudeville (UJF Grenoble, FR) et Monsieur B. Espion (ULB).

J'aimerais également remercier ma famille de Bruxelles à Giseny et tout particulièrement mes parents pour m'avoir donné le goût d'apprendre et cela dès le plus jeune âge.

Je tiens également à remercier mes amis qui ont toujours été là pour moi, qui m'ont aidé à décompresser et qui ont toujours cru en moi durant toutes ces années d'études.

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