Spécificité des structures à câbles
Constructions métalliques - Structures à câbles

C2580 v1 Article de référence

Spécificité des structures à câbles
Constructions métalliques - Structures à câbles

Auteur(s) : Jean-Pierre LAUTE

Date de publication : 10 févr. 1992 | Read in English

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Principes et analyse du comportement

1.1 - Fondement
1.2 - Équilibre statique d’un câble
1.3 - Équilibre des systèmes de câbles

2 - Familles de structures à câbles

2.1 - Structures lestées
2.2 - Structures prétendues

Figure 6 - Notion de prétension
2.3 - Structures mixtes

Figure 10 - Mât haubané

3 - Technologie des composants

3.1 - Câbles
3.2 - Pièces de liaison

4 - Spécificité des structures à câbles

4.1 - Conception
4.2 - Mise en œuvre
4.3 - Comportement
4.4 - Réglementation
4.5 - Bilan

Bibliographie & annexes

Présentation

Auteur(s)

Jean-Pierre LAUTE : Ingénieur de l’École Spéciale des Travaux Publics - Expert Construction. Ingénieur Consultant - Professeur à l’École d’Architecture Paris-Villemin

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INTRODUCTION

Plongeant leurs racines formelles aussi bien dans des exemples de réalisations humaines millénaires (tentes de populations nomades, velums romains) ou séculaires (ponts suspendus en câbles élaborés par tressage de végétaux en Asie, en Océanie, au Pérou) que dans des modèles naturels (toile de l’araignée), les structures à câbles se sont développées dans la période contemporaine en s’appuyant sur une technologie directement issue du génie civil (ponts suspendus, câbles de précontrainte).

Comme l’indique le titre placé en tête de cet article, il est en effet traité de l’utilisation des câbles en tant que tels comme composants de la structure de constructions permanentes. Ne sont donc nullement abordés les usages en éléments provisoires (haubanages), dans les engins de levage, transporteurs, etc.

Si l’on observe, surtout depuis quelques années, l’impact d’un certain courant architectural dit high tech qui cherche à donner à voir, à défaut trop souvent d’utiliser au meilleur escient, des éléments tendus, ou qui pourraient ou auraient pu l’être, en général rectilignes, pas nécessairement constitués de câbles d’ailleurs, on doit remarquer que les types d’ouvrages qui traduisent l’aboutissement le plus accompli des structures à câbles (résilles d’éléments entièrement tendus, l’Idéal du poète ?) sont hélas restés relativement confidentiels malgré certaines réalisations exemplaires au cours de la décennie antérieure, notamment les installations destinées aux Jeux Olympiques de Munich.

On peut penser malgré tout qu’en raison de leurs possibilités aussi bien techniques (nuances de résistance relativement très élevées) que morphologiques [grandes portées ; façon dont ce type de structures peut jouer son rôle de système structural (à savoir modifier la répartition et /ou la direction des actions) dans la définition et le marquage de l’espace créé ; associations nouvelles à des matériaux composites], les structures à câbles pourraient connaître un développement croissant.

« … j’ai beau tirer le câble à sonner l’Idéal… »

Stéphane Mallarmé

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-c2580

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4. Spécificité des structures à câbles

4.1 Conception

On a vu que la prédétermination du tracé d’un câble de rive pouvait s’avérer délicate. C’est pourquoi il est d’usage courant de s’appuyer sur la confection de maquettes peu sophistiquées, réalisées à l’aide de fils (peu extensibles) et de membranes (plus extensibles), à des échelles pouvant varier, en fonction des dimensions réelles de l’ouvrage projeté et du degré d’avancement de l’étude, du 1/ 500^e et 1/ 100^e ; progressivement, on peut à un stade suffisant remplacer les membranes par des fils et chercher à tenir compte des incidences sur le tracé d’équilibre du câble de rive.

Il est alors possible d’enclencher le processus théorique indiqué au paragraphe à partir d’un tracé réaliste sans risquer de transformer en divagation la convergence recherchée.

Il est souvent intéressant pour des ouvrages très importants, ce qui a été le cas pour le stade de Münich ou le stade de Téhéran déjà cités, de recouper les résultats qui en découlent par une étude sur modèle.

Les résilles présentent en effet, dans cette optique, l’intérêt de permettre le respect rigoureux des conditions de similitude déduites de l’analyse dimensionnelle du prototype et de son modèle, en particulier en raison du fait que le comportement de ces structures est indépendant dans la pratique du coefficient de Poisson des matériaux constitutifs (considération de l’effort normal N seul) ; voir sur cette question les références bibliographiques [14] [15] [16].

Les études sur modèle permettent également l’approche pragmatique du comportement dynamique des structures complexes ; voir aussi des exposés théoriques très complets dans [13].

S’agissant d’autre part des structures haubannées, chercher à aboutir à $K_{ne}^{'} / K_{f ...}$

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