ANALYSE DES STRUCTURES

amr · le 21 mai 2008

LE PROBLEME : INDUSTRIALISER ET ELABORER DES METHODES DE TRAVAIL CONSTANTES

Le génie civil est un secteur d’activité industriel. Cela signifie que la réalisation des séries d’ouvrages doit répondre à des méthodes globales et constantes. C’est là que la difficulté apparaît. Chaque ouvrage a sa forme propre. Si l’on considère la forme de l’ouvrage, cela revient à industrialiser des prototypes. C’est un paradoxe qui conduit à une impasse (c’est à dire à un problème sans solution). La résolution du problème de l’industrialisation en génie civil nécessite de repérer des invariants autres que la forme spécifique à chaque ouvrage. Ce sont ces invariants qui permettront d’industrialiser, de se repérer, de prévoir, de déterminer et de maîtriser les choix d’organisation, et de mise en œuvre.

LA SOLUTION : DECOMPOSER LA STRUCTURE EN ELEMENTS

L’idée consiste à observer que si la structure d’un ouvrage est la plus part du temps unique, elle est constituée d’éléments dont la fonction, et le type de géométrie est semblable d’un ouvrage à un autre. Ainsi en identifiant et en isolant chacun de ces éléments, il sera possible d’utiliser une technique de réalisation propre et constante et d’élaborer une méthode relative à l’étude de ces éléments. Il devient alors également possible d’industrialiser le matériel propre à la réalisation de ce type d’ouvrage avec cependant une souplesse d’utilisation suffisante pour permettre une adaptation aux spécificités dimensionnelles de chaque élément d’ouvrage. L’étude d’un ouvrage revient alors à l’étude des éléments qui le constituent. Ces éléments sont appelés ouvrages élémentaires.

L’analyse des ouvrages revient à décomposer les ouvrages en ouvrages élémentaires et de les classer.

Cette analyse se fait en deux temps. La première analyse est superficielle, dans le sens ou elle permet d’observer l’ouvrage d’une façon relativement globale en le décomposant superficiellement. La seconde est une analyse en profondeur dans le sens où l’ouvrage est observé dans son moindre détail par une décomposition en de nombreux éléments. Ces analyses sont indispensables pour étudier l’ouvrage que ce soit en terme constructif, mécanique, fonctionnel, de réalisation, de planification ou de prix.

DECOMPOSITION DES STRUCTURES

Il est possible de décomposer n’importe quel ouvrage (bâtiment ou TP) en éléments de fondation, d’éléments porteurs verticaux et d’éléments porteurs horizontaux. Ces éléments se distinguent par leur fonction, leur forme ou leur position.

LES FONDATIONS

Les fondations regroupent tous les éléments de la structure qui permettent de transmettrent et de répartir les charges de l’ouvrage au sol. C’est l’ensemble formé par tous les points d’appuis de l’ouvrage sur le sol ou tous les points de répartition des charges de l’ouvrage vers le sol. C’est l’interface entre l’ouvrage et le sol.

Ces fondations ont des forment variées selon l’interface nécessaire.

LES ELEMENTS PORTEURS VERTICAUX

Ce sont les éléments de l’ouvrage qui ont une fonction porteuse et qui comme leur nom l’indique ont une forme élancée dans le sens verticale. Ces éléments n’ont aucun contact d’appuis sur le sol. Mais Ils peuvent soutenir le sol comme les murs de soutènement. LES ELEMENTS PORTEURS HORIZONTAUXCe sont les éléments de l’ouvrage qui ont une fonction porteuse et qui comme leur nom l’indique ont une forme élancée dans le sens horizontal.

Il peut arriver qu’un élément combine une fonction porteuse de l’ouvrage et de répartition des charges sur le sol (cas du radier). Dans ce cas la fonction d’interface avec le sol est soulignée. L’élément est classé comme fondation.

ANALYSE GLOBALE

Cette décomposition est toujours vraie quel que soit l’ouvrage. Selon le type de structure, ce découpage peut être précisé. Ainsi un bâtiment dont la structure est composée de mur et de plancher, un bâtiment constituer de poteaux et de poutres. Les ponts peuvent être définis par les piles, les culées et le tablier.

EXEMPLES

cliquer sur la photo

DECOMPOSITION EN OUVRAGES ELEMENTAIRES

L’analyse de l’ouvrage en profondeur poursuit la décomposition et précise l’observation de l’ouvrage en définissant des éléments à l’intérieur des classes précédemment définies. Ce sont les ouvrages élémentaires.

DEFINITION

Un ouvrage élémentaire est la plus petite partie de l’ouvrage qui se distingue par la forme très particulière de la technique utilisée pour le réaliser et par sa fonction. Par voix de conséquence un ouvrage élémentaire nécessite une main d'œuvre, des matériaux et parfois des matériels qui lui sont propres. Pour identifier sans ambiguïté une technique de réalisation spécifique, il est important de distinguer la nature de la technique et la forme de la technique. La nature de réalisation de deux éléments d’ouvrage peut être identique alors que cette technique prend des formes de mise en œuvre différentes. La réalisation d’un mur banché et d’une dalle pleine recourent à la même nature de technique de réalisation : la technique de mise en œuvre du béton armé (coffrage/décoffrage, ferraillage et bétonnage). Mais la forme des opérations (des tâches) de mise en œuvre des coffrages et du béton est différente. La notion d’ouvrage élémentaire porte exclusivement sur la forme et non sur la nature de la technique. Pour être un ouvrage élémentaire il faut donc faire partie de l’ouvrage, avoir une forme de technique de réalisation et une fonction spécifique.

Par exemple les voiles d’un bâtiment sont un ouvrage élémentaire. Les voiles font partie de l’ouvrage. Leur réalisation est spécifique car la technique de réalisation est propre aux voiles. La technique de réalisation par exemple d’un plancher est différente de la technique de réalisation d’un voile. Les planchers seront un autre ouvrage élémentaire dans le sens ou ils constituent un élément de l’ouvrage et qu’ils ont leur propre technique de réalisation. Si un bâtiment comporte des murs banchés et des murs maçonnés en parpaing, les murs seront décomposés en deux ouvrages élémentaires. Les murs banchés seront un ouvrage élémentaire et les murs maçonnés un autre dans le sens ou la technique de réalisation des premiers est différente de celle des seconds.

La grue n’est pas un ouvrage élémentaire, car ce n’est pas un ouvrage. C’est un matériel.

Le ciment n’est pas un ouvrage élémentaire, car ce n’est pas un ouvrage. C’est un matériau.

Un bâtiment n’est pas un ouvrage élémentaire. C’est bien un ouvrage, mais il n’est pas élémentaire dans le sens ou il peut être décomposé en éléments recourant à des techniques de réalisation distinctes.

Des poteaux, et des poutres, préfabriqués peuvent utiliser la même forme et nature de technique de réalisation (même façon de coffrer, utilisation du même coffrage). Mais ce sont deux ouvrages élémentaires distincts car ils n’ont pas la même fonction.

LES OUVRAGES ELEMENTAIRES COURANTS

cliquer sur la photo