Les structures légères

Les structures légères, caractérisées par leur faible poids propre mais aussi par leur composition structurale et de multiples aspects innovants dans leur conception et leur réalisation, ont connu un développement sans précédent depuis une cinquantaine d’années. Elles offrent des solutions architecturales répondant à la nécessité de construire des espaces de grandes dimensions avec un nombre réduit de points porteurs.

Leur technologie a d’abord fait appel à des matériaux classiques comme le béton dans le cas des voiles minces, puis à des matériaux innovants comme les textiles techniques pour les membranes architecturales. Plusieurs solutions nécessitent la mise en œuvre d’un état de contraintes initiales qui concourt à leur rigidité sous les actions externes, impliquant une combinaison quelquefois complexe des effets associés.

Il ne fait pas de doute que l’essor de l’informatique au sens large a accompagné le développement des structures légères et ce, à plusieurs niveaux :

• élaboration de modèles numériques prédictifs prenant en compte des comportements non linéaires tant sur le plan géométrique que matériel ;

• prise en compte de couplages entre paramètres mécaniques et géométriques ;

• aide à la génération de données ;

• ouverture à une fabrication assistée par ordinateur.

Le présent article donne un aperçu des différentes typologies associables aux structures légères et propose quelques modèles élémentaires aidant à la compréhension des problématiques de recherche de forme, de non linéarité géométrique, de combinaison des effets de contraintes initiales avec ceux résultant de celles occasionnées par les actions extérieures.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des principaux termes techniques rencontrés au fil des chapitres.