1. Exposé sur:Exposé sur:
LES GRATTES-CIELLES GRATTES-CIEL
Présenté par :Présenté par :
SARAOUI SELMASARAOUI SELMA
RAHMANI AMIRARAHMANI AMIRA

2. INTRODUCTION
APERCU HISTORIQUE

3. 1884 - Le père des gratte-ciels: le Home1884 - Le père des gratte-ciels: le Home
Insurance Building (Chicago)Insurance Building (Chicago)
L'architecte William Le baron Jenney aL'architecte William Le baron Jenney a
conçu à Chicago ce qui fut admisconçu à Chicago ce qui fut admis
comme étant le premier gratte-ciel: lecomme étant le premier gratte-ciel: le
Home Insurance Building. La structureHome Insurance Building. La structure
de dix étages et 42m de hauteur futde dix étages et 42m de hauteur fut
construite en 1884-1885 et détruite enconstruite en 1884-1885 et détruite en
1931. Principalement constitué d'acier1931. Principalement constitué d'acier
et de briques, c'était le premieret de briques, c'était le premier
bâtiment à posséder un squelette enbâtiment à posséder un squelette en
métal lui permettant en plus de sonmétal lui permettant en plus de son
exceptionnelle hauteur d'avoir uneexceptionnelle hauteur d'avoir une
grande proportion de fenêtres.grande proportion de fenêtres.
Le building était trois fois moins lourdLe building était trois fois moins lourd
qu'il ne l'aurait été avec unequ'il ne l'aurait été avec une
conception standard en pierre, à telconception standard en pierre, à tel
point que sa construction futpoint que sa construction fut
temporairement stoppée par lestemporairement stoppée par les
services officiels pour permettre desservices officiels pour permettre des
analyses complémentaires de sûreté.analyses complémentaires de sûreté.
Le Home Insurance Building est unLe Home Insurance Building est un
précurseur architectural de ce qui seraprécurseur architectural de ce qui sera
appelé plus tard l'Ecole de Chicago.appelé plus tard l'Ecole de Chicago.

4. 1908 – Le Singer Building (New1908 – Le Singer Building (New
York)York)
Construit de 1906 àConstruit de 1906 à
1908, le Singer1908, le Singer
Building fut le plusBuilding fut le plus
haut gratte-ciel duhaut gratte-ciel du
monde jusqu'en 1909.monde jusqu'en 1909.
Il est composé de 47Il est composé de 47
étages pour uneétages pour une
hauteur de 187m. Ilhauteur de 187m. Il
fut démoli en 1968fut démoli en 1968
pour être remplacépour être remplacé
par le One Libertypar le One Liberty
Plaza.Plaza.

5. 1909 - Metropolitan Life1909 - Metropolitan Life
Insurance Building (New York)Insurance Building (New York)
Achevé en 1909, leAchevé en 1909, le
Metropolitan LifeMetropolitan Life
Insurance BuildingInsurance Building
resta le plus hautresta le plus haut
building du monde avecbuilding du monde avec
50 étages et 241m50 étages et 241m
jusqu'en 1913. Il futjusqu'en 1913. Il fut
démoli dans les annéesdémoli dans les années
50.50.

6. 1913 - Woolworth Building1913 - Woolworth Building
(New York)(New York)
Le Woolworth BuildingLe Woolworth Building
fut construit en 1913fut construit en 1913
par l'architectepar l'architecte
C.Gilbert dans unC.Gilbert dans un
style néogothiquestyle néogothique
inspiré par leinspiré par le
parlement deparlement de
Londres. Il a étéLondres. Il a été
autrefois le siège deautrefois le siège de
Frank Woolworth,Frank Woolworth,
propiétaire d'unepropiétaire d'une
chaîne de magasins.chaîne de magasins.
Il fut le plus hautIl fut le plus haut
bâtiment du mondebâtiment du monde
jusqu'en 1930, avecjusqu'en 1930, avec
241m et 60 étages.241m et 60 étages.

7. 1930 - Dépassement des 300m: le1930 - Dépassement des 300m: le
Chrysler Building (New York)Chrysler Building (New York)
Le Chrysler Building, financé on
n'en doute pas par la célèbre firme
automobile Chrysler, fut construit
de 1928 à 1930. Il arracha au Bank
of Manhattan le titre de gratte-ciel
le plus haut du monde culminant à
320m pour 77 étages. Il s'agit de la
première construction habitable à
dépasser les 300m et la hauteur de
la tour Eiffel.
Ce building reste encore
majestueux, et pour certains le plus
beau de Manhattan. L'architecte
William Van Alen a fait de
nombreuses références à l'industrie
automobile de l'époque. Le plus
flagrant exemple est la flèche
couverte d'écailles évoquant des
calandres d'automobiles, mais cet
ornement n'aurait pourtant jamais
dû voir le jour.

8. 1930 - Bank of Manhattan (New1930 - Bank of Manhattan (New
York)York)
Construit en 1929-1930 le Bank ofConstruit en 1929-1930 le Bank of
america établira un nouveau recordamerica établira un nouveau record
de hauteur avec 71 étages et 282m.de hauteur avec 71 étages et 282m.
Il ne tiendra pas longtemps sonIl ne tiendra pas longtemps son
record car dépassé la même annéerecord car dépassé la même année
par le Chrysler Building.par le Chrysler Building.
..
Le Bank of America s'appelleLe Bank of America s'appelle
aujourd'hui le Trump Buildingaujourd'hui le Trump Building
après le rachat du bâtiment paraprès le rachat du bâtiment par
la société The Trump Companyla société The Trump Company
en 1995en 1995

9. A l'origine, le sommet du bâtiment devaitA l'origine, le sommet du bâtiment devait
se terminer par un dôme classique.se terminer par un dôme classique.
Mais au moment de couvrir l'édificeMais au moment de couvrir l'édifice
Chrysler s'est aperçu que saChrysler s'est aperçu que sa
construction ne serait pas la plusconstruction ne serait pas la plus
haute de New York, et donc du monde,haute de New York, et donc du monde,
concurrencée par un autre building enconcurrencée par un autre building en
construction. L'architecte trouva laconstruction. L'architecte trouva la
solution avec cette fameuse flèchesolution avec cette fameuse flèche
d'écailles si propre à Chrysler. Mais ced'écailles si propre à Chrysler. Mais ce
fut peine perdue, le Chrysler Buildingfut peine perdue, le Chrysler Building
ne détiendra ce record qu'une seulene détiendra ce record qu'une seule
année, détrôné par l'Empire Stateannée, détrôné par l'Empire State
Building en 1931.Building en 1931.
L'histoire de ce gratte-ciel a toujoursL'histoire de ce gratte-ciel a toujours
été liée à celle de son seul alter ego,été liée à celle de son seul alter ego,
l'Empire State Building. Les deuxl'Empire State Building. Les deux
buildings ont toujours été comparés,buildings ont toujours été comparés,
étant incontestablement les deux plusétant incontestablement les deux plus
majestueux de New York, mais lemajestueux de New York, mais le
Chrysler Building ayant pour lui uneChrysler Building ayant pour lui une
forme élancée perçant le ciel et brillantforme élancée perçant le ciel et brillant
de mille feux la nuit tombée.de mille feux la nuit tombée.

10. L'historique des records: de 1931 à aujourd'huiL'historique des records: de 1931 à aujourd'hui
--1931 - La longévité: l'Empire State Building (New York):1931 - La longévité: l'Empire State Building (New York):
En 1931 la construction de l'Empire State Building fut achevée. Ce géant de
381m et dépassant les 100 étages avec ses 102 niveaux restera le plus haut
bâtiment du monde pendant plus de 40 ans. Ce n'est qu'en 1972 que les tours
jumelles du World Trade Center lui prennent le record, mais l'Empire State
Building redeviendra la tour la plus haute de New York après la destruction de
ces dernières dans les attentats du 11 septembre 2001. L'Empire State
Building tient son nom en référence à The Empire State (l'État empire), le
surnom de l'État de New York.

11. Le pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir deLe pylône antenne qui le surmonte a été installé pour servir de
point d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transportpoint d'amarrage aux Zeppelins, moyen de transport
transatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la hauteurtransatlantique en vogue à l'époque. Avec cet ajout la hauteur
du building atteint les 449m.du building atteint les 449m.
L'histoire du building fut assez mouvementée, la crise ayantL'histoire du building fut assez mouvementée, la crise ayant
ruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses 4000 bureauxruinée le marché de l'immobilier, la moitié de ses 4000 bureaux
restent inoccupés en 1933. Mais heureusement le film Kingrestent inoccupés en 1933. Mais heureusement le film King
Kong lui donnera rapidement une renommé mondiale, et dansKong lui donnera rapidement une renommé mondiale, et dans
les années 40 les bureaux seront tous loués. Le 28 juillet 1945les années 40 les bureaux seront tous loués. Le 28 juillet 1945
un bombardier B-25 Mitchell s'écrasa sur la face nord deun bombardier B-25 Mitchell s'écrasa sur la face nord de
l'immeuble au niveau du 79e étage. Le bâtiment résistât aul'immeuble au niveau du 79e étage. Le bâtiment résistât au
choc malgré d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40choc malgré d'importants dommages, l'incendie fut éteint en 40
minutes mais 13 personnes périrent dans l'accidentminutes mais 13 personnes périrent dans l'accident

12. Au 102ème et dernier étage se trouve un observatoireAu 102ème et dernier étage se trouve un observatoire
permettant d'avoir une vue impressionnante sur Newpermettant d'avoir une vue impressionnante sur New
York. L'éclairage du sommet de l'édifice varie enYork. L'éclairage du sommet de l'édifice varie en
fonction des fêtes et de l'actualité.fonction des fêtes et de l'actualité.
L'Empire State Building est selon l'American SocietyL'Empire State Building est selon l'American Society
of Civil Engineers (l'association américaine desof Civil Engineers (l'association américaine des
ingénieurs en génie civil) l'une des sept merveilles duingénieurs en génie civil) l'une des sept merveilles du
monde moderne.monde moderne.

13. 1972 – Le World Trade Center1972 – Le World Trade Center
(New York)(New York)
Situé au sud de Manhattan, le World Trade Center était unSitué au sud de Manhattan, le World Trade Center était un
complexe de sept immeubles d'affaires dont la construction acomplexe de sept immeubles d'affaires dont la construction a
été réalisée entre 1969 et 1977 par l'architecte Minoruété réalisée entre 1969 et 1977 par l'architecte Minoru
Yamasaki.Yamasaki.
Les deux tours emblématiques du World Trade Center (WTC1 etLes deux tours emblématiques du World Trade Center (WTC1 et
WTC2) devinrent lors de leur achèvement en 1972 (WTC1) etWTC2) devinrent lors de leur achèvement en 1972 (WTC1) et
1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du monde et resteront1973 (WTC2) les plus haut gratte-ciels du monde et resteront
les plus hauts gratte-ciels de New York (417 et 415 mètres, 110les plus hauts gratte-ciels de New York (417 et 415 mètres, 110
étages) jusqu'à la destruction de l'ensemble du site lors desétages) jusqu'à la destruction de l'ensemble du site lors des
attentatsattentats du 11du 11 septembre 2001.septembre 2001.

14. La structure des tours était assez originale, utilisant enLa structure des tours était assez originale, utilisant en
plus du noyau central une armature métalliqueplus du noyau central une armature métallique
composée de 240 colonnes d'acier entourant chacuncomposée de 240 colonnes d'acier entourant chacun
des deux bâtiments. Ceci, en plus de 10 000des deux bâtiments. Ceci, en plus de 10 000
amortisseurs inclus dans la structure, permettait uneamortisseurs inclus dans la structure, permettait une
bonne résistance de l'édifice au vent.bonne résistance de l'édifice au vent.
En 1993 les tours du World Trade Center subirentEn 1993 les tours du World Trade Center subirent
une première attaque terroriste: le 26 février 1993une première attaque terroriste: le 26 février 1993
un camion chargé d'explosifs explosa dans leun camion chargé d'explosifs explosa dans le
parking souterrain de la tour Nord, créant un cratèreparking souterrain de la tour Nord, créant un cratère
de 30m et détruisant 4 niveaux, tuant 6 personnes etde 30m et détruisant 4 niveaux, tuant 6 personnes et
blessant un millier d'autres. Cette attaque ayantblessant un millier d'autres. Cette attaque ayant
créée de graves dommages, les deux tours restèrentcréée de graves dommages, les deux tours restèrent
fermées pendant plusieurs mois.fermées pendant plusieurs mois.
Les attaques du 11 septembres 2001 détruisirentLes attaques du 11 septembres 2001 détruisirent
l'ensemble du site. Les tours avaient été conçuesl'ensemble du site. Les tours avaient été conçues
pour résister à l'impact d'un avion de type Boeingpour résister à l'impact d'un avion de type Boeing
707, mais les appareils utilisés le 11 septembre707, mais les appareils utilisés le 11 septembre
2001 étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors2001 étaient des Boeing 767, bien plus gros. Lors
des chocs ils endommagèrent considérablement lades chocs ils endommagèrent considérablement la
structure interne des édifices et les incendies quistructure interne des édifices et les incendies qui
suivirent, alimentés par le kérosène des appareils,suivirent, alimentés par le kérosène des appareils,
engendra une trop forte température au niveau desengendra une trop forte température au niveau des
structures métalliques si bien que les bâtimentsstructures métalliques si bien que les bâtiments
s'effondrèrent en seulement quelques dizaines des'effondrèrent en seulement quelques dizaines de
minutes.minutes.

15. 1973 – La Sears Tower1973 – La Sears Tower
(Chicago)(Chicago)
La Sears Tower futLa Sears Tower fut
construite entre 1970 etconstruite entre 1970 et
1973, elle est une œuvre1973, elle est une œuvre
de l'architecte Brucede l'architecte Bruce
Graham.Graham.
Dépassant le WorldDépassant le World
Trade Center, elle devintTrade Center, elle devint
la plus haute tour dula plus haute tour du
monde avec 442 mètresmonde avec 442 mètres
et 110 étages. Les deuxet 110 étages. Les deux
mats de télévision qui lamats de télévision qui la
surmonte lui confèrentsurmonte lui confèrent
une taille totale de 520une taille totale de 520
mètres. Elle est à ce jourmètres. Elle est à ce jour
l'immeuble le plus hautl'immeuble le plus haut
des États-Unis.des États-Unis.

16. 1998 – Les tours Petronas1998 – Les tours Petronas
(Kuala Lumpur)(Kuala Lumpur)
Les tours jumelles PetronasLes tours jumelles Petronas
de l'architecte Cesarde l'architecte Cesar
Antonio Pelli sont deuxAntonio Pelli sont deux
gratte-ciels de Kualagratte-ciels de Kuala
Lumpur en Malaisie qui ontLumpur en Malaisie qui ont
été inaugurés en 1998,été inaugurés en 1998,
après une construction de 6après une construction de 6
ans. Du haut de leurs 452ans. Du haut de leurs 452
mètres et 88 étages, cesmètres et 88 étages, ces
tours sont devenues lestours sont devenues les
plus hautes du monde. Uneplus hautes du monde. Une
passerelle en acier relie lespasserelle en acier relie les
deux tours à 170 mètres dudeux tours à 170 mètres du
sol au niveau des 41ème etsol au niveau des 41ème et
42ème étages. Le coût du42ème étages. Le coût du
projet s'est élevé à 1.6projet s'est élevé à 1.6
milliards de dollars.milliards de dollars.

17. La société Petroliam Nasional Berhad, plusLa société Petroliam Nasional Berhad, plus
connu sous le nom de Petronas, estconnu sous le nom de Petronas, est
devenue associée et co-développeur dudevenue associée et co-développeur du
projet. Pour le siège social de Petronas leprojet. Pour le siège social de Petronas le
bâtiment devait être identifiable commebâtiment devait être identifiable comme
typiquement Malaisien: le styletypiquement Malaisien: le style
architectural du bâtiment était alors défini.architectural du bâtiment était alors défini.
Une polémique éclata sur la hauteur duUne polémique éclata sur la hauteur du
bâtiment. L'élément supérieur de labâtiment. L'élément supérieur de la
structure étant considéré par certainsstructure étant considéré par certains
comme un ajout au même titre qu'unecomme un ajout au même titre qu'une
antenne, alors que ses concepteurs yantenne, alors que ses concepteurs y
voient une flèche partie intégrante de lavoient une flèche partie intégrante de la
structure. Sans cet élément les toursstructure. Sans cet élément les tours
Petronas ne seraient pas les plus hautesPetronas ne seraient pas les plus hautes
du monde, devenant moins grandes que ladu monde, devenant moins grandes que la
Sears Tower de Chicago. Il sembleraitSears Tower de Chicago. Il semblerait
qu'au final cet élément soit considéréqu'au final cet élément soit considéré
comme une flèche et donne ainsi raison àcomme une flèche et donne ainsi raison à
ses concepteurs.ses concepteurs.

18. 2004 - Taipei 1012004 - Taipei 101
(Taiwan)(Taiwan)
Taipei 101 est en coursTaipei 101 est en cours
d'achèvement dans la ville ded'achèvement dans la ville de
Taipei à Taiwan, devenant le plusTaipei à Taiwan, devenant le plus
haut gratte-ciel du monde.haut gratte-ciel du monde.
L'édifice a été réalisé par leL'édifice a été réalisé par le
groupement d'architectes C.Y.groupement d'architectes C.Y.
Lee & Partners Architects. La tourLee & Partners Architects. La tour
est capable d'abriter 12 000est capable d'abriter 12 000
personnes, culmine à 508 mètrespersonnes, culmine à 508 mètres
et compte 101 étages divisés enet compte 101 étages divisés en
huit sections. Parmi ses 34huit sections. Parmi ses 34
ascenseurs certains parviennentascenseurs certains parviennent
au 90e étage en 39 secondes.au 90e étage en 39 secondes.

19. Entre autres curiosités, uneEntre autres curiosités, une
boule d'acier de 800 tonnesboule d'acier de 800 tonnes
a été suspendue au 88ea été suspendue au 88e
étage de la tour. Elle a uneétage de la tour. Elle a une
amplitude d'oscillationamplitude d'oscillation
pouvant aller jusqu'à 1,5pouvant aller jusqu'à 1,5
mètre, permettant d'amortirmètre, permettant d'amortir
jusqu'à 40% du mouvementjusqu'à 40% du mouvement
de l'édifice lors de ventsde l'édifice lors de vents
violents dus aux ouragans,violents dus aux ouragans,
d'un tremblement de terred'un tremblement de terre
ou d'une collision avec unou d'une collision avec un
aéronef léger.aéronef léger.
L'aménagement de cetteL'aménagement de cette
boule et de sa chambre aboule et de sa chambre a
été traité comme uneété traité comme une
œuvre de design.œuvre de design.

20. Gratte-ciels: des tours toujoursGratte-ciels: des tours toujours
plus hautes !plus hautes !
Le mot skyscraper, qui veut dire gratte-ciel en anglais, était àLe mot skyscraper, qui veut dire gratte-ciel en anglais, était à
l'origine un surnom donné au grand mât d'un bateau.l'origine un surnom donné au grand mât d'un bateau.
Aujourd'hui le mot est exclusivement employé pour seAujourd'hui le mot est exclusivement employé pour se
rapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut querapporter à un immeuble (donc habitable) bien plus haut que
la moyenne, communément plus haut que 500 pieds (152la moyenne, communément plus haut que 500 pieds (152
mètres).mètres).
La hauteur des gratte-ciels n'est pas quelque choseLa hauteur des gratte-ciels n'est pas quelque chose
d'exactement quantifiable, plusieurs définitions existant.d'exactement quantifiable, plusieurs définitions existant.
Dans la suite du dossier je me baserai sur la hauteurDans la suite du dossier je me baserai sur la hauteur
structurelle, généralement reprise comme hauteur officiellestructurelle, généralement reprise comme hauteur officielle
et définissant le point le plus haut de la structure duet définissant le point le plus haut de la structure du
bâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totalebâtiment. Cette hauteur est différente de la hauteur totale
(atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter jusqu'à(atteinte avec la classique antenne, pouvant ajouter jusqu'à
une centaine de mètres) et de la hauteur accessible (point leune centaine de mètres) et de la hauteur accessible (point le
plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).plus haut que l'ont peut atteindre par soi-même).

21. Jusqu'au 19ème siècle, les bâtiments deJusqu'au 19ème siècle, les bâtiments de
plus de six étages étaient rares. Ilplus de six étages étaient rares. Il
était inconcevable de monterétait inconcevable de monter
quotidiennement autant d'étages enquotidiennement autant d'étages en
escalier. En outre, la pression deescalier. En outre, la pression de
l'eau courante n'était pas suffisantel'eau courante n'était pas suffisante
pour s'élever à plus de 15m. Lepour s'élever à plus de 15m. Le
développement de l'acier, du bétondéveloppement de l'acier, du béton
armé, des pompes à eau etarmé, des pompes à eau et
l'apparition de l'ascenseur ont par lal'apparition de l'ascenseur ont par la
suite rendu possible la constructionsuite rendu possible la construction
de bâtiments bien plus hauts,de bâtiments bien plus hauts,
pouvant dépasser les 300 mètres.pouvant dépasser les 300 mètres.
Les gratte-ciels sont apparus pour laLes gratte-ciels sont apparus pour la
première fois dans les régions depremière fois dans les régions de
New York et de Chicago vers la fin duNew York et de Chicago vers la fin du
19ème siècle. Le grand incendie de19ème siècle. Le grand incendie de
Chicago, qui détruisit une grandeChicago, qui détruisit une grande
partie du centre ville, a permis l'essorpartie du centre ville, a permis l'essor
de cette nouvelle approchede cette nouvelle approche
architecturale permettant de fairearchitecturale permettant de faire
face au prix élevé du terrain. A ceface au prix élevé du terrain. A ce
moment les gratte-ciels étaientmoment les gratte-ciels étaient
uniquement fonctionnels, l'aspectuniquement fonctionnels, l'aspect
extérieur passant au second plan.extérieur passant au second plan.

22. C'est à partir du 20ème siècle qu'uneC'est à partir du 20ème siècle qu'une
approche esthétique se développa, leapproche esthétique se développa, le
gratte-ciel présentant avant tout unegratte-ciel présentant avant tout une
vision de prestige que recherchait lesvision de prestige que recherchait les
investisseurs et architectes, avec lainvestisseurs et architectes, avec la
renommé de posséder le plus hautrenommé de posséder le plus haut
gratte-ciel du monde et allant mêmegratte-ciel du monde et allant même
jusqu'à éclairer le bâtiment la nuit. Maisjusqu'à éclairer le bâtiment la nuit. Mais
le gratte-ciel reste un bâtimentle gratte-ciel reste un bâtiment
fonctionnel, accueillant des bureauxfonctionnel, accueillant des bureaux
loués pour rentabiliser la construction.loués pour rentabiliser la construction.
La hauteur des gratte-ciels semble neLa hauteur des gratte-ciels semble ne
pas connaître de limite, chaque nouveaupas connaître de limite, chaque nouveau
matériau inventé pouvant être mis àmatériau inventé pouvant être mis à
profit pour la construction d'un nouveauprofit pour la construction d'un nouveau
bâtiment susceptible de posséder lebâtiment susceptible de posséder le
record. Les 40m de hauteur des premiersrecord. Les 40m de hauteur des premiers
buildings paraissent bien dérisoiresbuildings paraissent bien dérisoires
aujourd'hui, plusieurs gratte-ciels actuelsaujourd'hui, plusieurs gratte-ciels actuels
dépassant les 400m, voir même 500m,dépassant les 400m, voir même 500m,
mais l'innovation et la volonté humainemais l'innovation et la volonté humaine
est encore en route, préparant desest encore en route, préparant des
monstres approchant voir dépassant lemonstres approchant voir dépassant le
kilomètre de hauteur.kilomètre de hauteur.

23. CONCEPTION DES STRUCTURES

24. 1-Conception des1-Conception des
structures:structures:
Le choix d’une ossature poteauxLe choix d’une ossature poteaux
poutres en acier constitue un vraipoutres en acier constitue un vrai
parti constructifpour les grattes ciel.parti constructifpour les grattes ciel.
Pour garantir l’objectif d’un délaiPour garantir l’objectif d’un délai
d’exécution court, il estd’exécution court, il est
indispensable, dès la conception, deindispensable, dès la conception, de
prendre en compte un certainprendre en compte un certain
nombre de critères déterminants :nombre de critères déterminants :
• Contraintes architecturales• Contraintes architecturales
• Portée des ossatures et des• Portée des ossatures et des
planchersplanchers
• Tenue à la corrosion• Tenue à la corrosion
• Encombrement des éléments de• Encombrement des éléments de
structurestructure
• Exigences essentielles : protection• Exigences essentielles : protection
au feu, acoustique, thermique.au feu, acoustique, thermique.

25. Spécifiques à chaque projet et d’origines variées, elles sont
souvent multiples et imbriquées. Sans en dresser une liste
exhaustive, citons à titre d’exemple :
- les règles d’urbanisme qui précisent l’alignement de la façade
principale, le prospect, les retraits des niveaux supérieurs,…;
- les points d’appui obligés à cause de la nature du sol ou pour
des raisons architecturales ;
- la volonté d’expression des ossatures à l’extérieur ;
- les épaisseurs de plancher réduites en raison du gabarit pour
une optimisation des rendements entre surface foncière et
surface construite ;
- les retombées de poutres à réduire ou supprimer ;
- les passages libres à conserver nécessitant l’aménagement
des palées de stabilité ;
- les formes spécifiques en façade ou en toiture (courbes,
angles).
Influençant le parti constructif, toutes ces contraintes ne peuvent
faire l’objet d’une préconception.
Toutefois, un certain nombre de dispositions peut être
envisagé pour conserver une même logique constructive.
ContraintesContraintes
architecturales:architecturales:

26. Portées des ossatures et des planchers:Portées des ossatures et des planchers:
La portée des éléments d’ossature du plancher est déterminéeLa portée des éléments d’ossature du plancher est déterminée
par l’application des règles de calcul.par l’application des règles de calcul.
Les principaux critères qui vont faire varier la portée desLes principaux critères qui vont faire varier la portée des
ossatures et des planchers sont :ossatures et des planchers sont :
• incorporation ou non des poutres métalliques dans la dalle• incorporation ou non des poutres métalliques dans la dalle
béton,béton,
• mise en œuvre avec ou sans étai,• mise en œuvre avec ou sans étai,
• simple ou double nappe de poutres.• simple ou double nappe de poutres.
Une ossature de plancher à une seule nappe de poutres et desUne ossature de plancher à une seule nappe de poutres et des
poteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois sont despoteaux de rive rapprochés et incorporés aux parois sont des
options constructives plus économiques. La double nappeoptions constructives plus économiques. La double nappe
augmente le nombre d’éléments et d’assemblages, lesaugmente le nombre d’éléments et d’assemblages, les
poteaux apparents en façade nécessitent des protectionspoteaux apparents en façade nécessitent des protections
complémentaires, des traitements d’étanchéité et augmententcomplémentaires, des traitements d’étanchéité et augmentent
la portée des poutres.la portée des poutres.
Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + plaques) :Épaisseur courante du plafond suspendu (plénum + plaques) :
e / 10 cme / 10 cm

27. *Encombrement des éléments*Encombrement des éléments
porteurs:porteurs:
Le système de points porteurs libère davantage de surface qu’unLe système de points porteurs libère davantage de surface qu’un
système par éléments linéaires comme les murs et refends.système par éléments linéaires comme les murs et refends.
En effet, par rapport à leur capacité de charges, les profilsEn effet, par rapport à leur capacité de charges, les profils
laminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont deslaminés à chaud utilisés pour la construction métallique ont des
sections réduites. Une conception habile permet de faire coïncidersections réduites. Une conception habile permet de faire coïncider
les poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi d’absorberles poutres sur la trame des cloisonnements et ainsi d’absorber
les retombées éventuelles.les retombées éventuelles.
Seulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans lesSeulement 15 % des linéaires de poutres ne sont pas inclus dans les
cloisons séparatives.cloisons séparatives.
Incorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, lesIncorporant les poteaux et les éventuelles retombées de poutres, les
cloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent lescloisons séparatives réalisées à partir de plaques de plâtre apportent les
réponses à la plupart des exigences à respecter.réponses à la plupart des exigences à respecter.
Selon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutreSelon la nature du plancher, il est aussi possible d’enrober la poutre
métallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu souventmétallique dans le béton lui conférant alors une protection au feu souvent
satisfaisante.satisfaisante.

28.
Bâtiment type : solution béton
Bâtiment type : solution acier

29. 2-Les poteaux:2-Les poteaux:
Les H et les profils creux, ronds ou carrés, sont lesLes H et les profils creux, ronds ou carrés, sont les
produits sidérurgiques les mieux adaptés pour réaliserproduits sidérurgiques les mieux adaptés pour réaliser
un poteau.un poteau.
En effet, le flambement d’un profil variant suivant laEn effet, le flambement d’un profil variant suivant la
direction du plan de flambement, le dimensionnementdirection du plan de flambement, le dimensionnement
des poteaux est conduit par la plus petite valeur dedes poteaux est conduit par la plus petite valeur de
résistance.résistance.
En raison de ce critère, les sections de poteaux àEn raison de ce critère, les sections de poteaux à
moment d’inertie égaux sont les plus performants et lesmoment d’inertie égaux sont les plus performants et les
plus économiques.plus économiques.
L’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est toutefoisL’utilisation de poteaux de type IPE ou PRS est toutefois
possible sous réserve de la mise en place d’un maintienpossible sous réserve de la mise en place d’un maintien
contre le flambement exécuté dans la direction de lacontre le flambement exécuté dans la direction de la
plus faible inertie.plus faible inertie.
Les poteaux d’une ossature métallique sont destinés àLes poteaux d’une ossature métallique sont destinés à
transmettre les charges verticales d’un plancher àtransmettre les charges verticales d’un plancher à
l’autre vers l’infrastructure ou les fondations et sontl’autre vers l’infrastructure ou les fondations et sont
soumis à des contraintes axiales.soumis à des contraintes axiales.
Certains sont amenés à participer au contreventement etCertains sont amenés à participer au contreventement et
à la reprise des charges horizontales.à la reprise des charges horizontales.
En général, un cheminement court pour la transmissionEn général, un cheminement court pour la transmission
des charges vers le sol grâce à la réduction du nombredes charges vers le sol grâce à la réduction du nombre
d’éléments de construction contribue à une conceptiond’éléments de construction contribue à une conception
optimisée de l’ossature. La position des poteaux estoptimisée de l’ossature. La position des poteaux est
donc très déterminante pour le système porteur etdonc très déterminante pour le système porteur et
l’ensemble de l’ouvrage.l’ensemble de l’ouvrage.

30. 2-Descentes de charges:2-Descentes de charges:
La détermination de la charge totale maximale qui sollicite un poteauLa détermination de la charge totale maximale qui sollicite un poteau
s’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées par les zoness’obtient en cumulant l’ensemble des charges apportées par les zones
de plancher situées au-dessus du niveau considéré, à l’aplomb dude plancher situées au-dessus du niveau considéré, à l’aplomb du
poteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un ordre de grandeur depoteau depuis le haut vers le bas. Pour avoir un ordre de grandeur de
dimensionnement, nous vous présentons une méthode simplifiée.dimensionnement, nous vous présentons une méthode simplifiée.
A chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher dont lesA chaque niveau de plancher, on affecte une surface de plancher dont les
charges sont reportées sur le poteau.charges sont reportées sur le poteau.
Cette surface est définie selon deux directions orthogonales, le plusCette surface est définie selon deux directions orthogonales, le plus
souvent le sens des files porteuses d’une part et le senssouvent le sens des files porteuses d’une part et le sens
perpendiculaire d’autre part (solives, prédalles, bacs métalliques,…) ;perpendiculaire d’autre part (solives, prédalles, bacs métalliques,…) ;
elle est donc le produit de deux longueurs mesurées par rapport àelle est donc le produit de deux longueurs mesurées par rapport à
l’écartement des poteaux.l’écartement des poteaux.
La surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des poidsLa surface portée par le poteau est ensuite multipliée par des poids
surfaciques dépendant de la nature des charges et de la destination dusurfaciques dépendant de la nature des charges et de la destination du
bâtiment (charges d’exploitation, poids propre).bâtiment (charges d’exploitation, poids propre).
Cette opération est renouvelée pour tous les niveaux placées au-Cette opération est renouvelée pour tous les niveaux placées au-
dessus de la section considérée afin d’obtenir le cumul des chargesdessus de la section considérée afin d’obtenir le cumul des charges
arrivant sur la fondation.arrivant sur la fondation.
Dégressivité des profilsDégressivité des profils
Sur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteauSur la hauteur d’un bâtiment, les charges exercées sur le poteau
augmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges peutaugmentent du haut vers le bas. Cet accroissement des charges peut
être compensé par une adaptation des caractéristiques du profilêtre compensé par une adaptation des caractéristiques du profil
(dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses capacités(dimensions et épaisseurs) pour exploiter pleinement ses capacités
portantes.portantes.
Les laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cetteLes laminés et les profils tubulaires ou en caisson offrent cette
souplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété dessouplesse par le changement des nuances d’acier ou la variété des
séries.séries.

32. 3-Liaison au niveau des poteaux:3-Liaison au niveau des poteaux:
**Pieds de poteaux:Pieds de poteaux:
La transmission des efforts des poteaux vers les fondations doitLa transmission des efforts des poteaux vers les fondations doit
être correctement assurée. Pour que les efforts concentrés dansêtre correctement assurée. Pour que les efforts concentrés dans
de petites sections soient répartis sur la surface d’appui, onde petites sections soient répartis sur la surface d’appui, on
utilise des plaques d’assise. La pression ainsi exercée sur leutilise des plaques d’assise. La pression ainsi exercée sur le
béton ne dépasse pas les limites des contraintes admissibles. Lesbéton ne dépasse pas les limites des contraintes admissibles. Les
poteaux ne transmettant pas de moments de flexion auxpoteaux ne transmettant pas de moments de flexion aux
fondations sont dits pendulaires. Ils sont ancrés à l’aide defondations sont dits pendulaires. Ils sont ancrés à l’aide de
boulons d’ancrages légers traversant la plaque d’assise.boulons d’ancrages légers traversant la plaque d’assise.
Afin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le piedAfin de limiter le risque de corrosion, il convient de placer le pied
de poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. Selon lade poteau au-dessus du niveau du sol extérieur fini. Selon la
nature de l’assemblage à réaliser, on distingue :nature de l’assemblage à réaliser, on distingue :
•• ArticulationArticulation
C’est le type d’assemblage utilisé de préférence pour lesC’est le type d’assemblage utilisé de préférence pour les
constructions courantes de bâtiments d’habitation.constructions courantes de bâtiments d’habitation.
Plusieurs techniques existent pour réaliser une articulation.Plusieurs techniques existent pour réaliser une articulation.
L’exemple suivant comporte une plaque d’extrémité et une plaqueL’exemple suivant comporte une plaque d’extrémité et une plaque
d’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux déformationsd’assise. Cette dernière ne doit pas s’opposer aux déformations
dues à l’articulationdues à l’articulation

33.
coupe AA et coupe BB
1 - Poteau HEA
2 - Plancher RDC
3 - Platine d'extrémité
4 - Tige d'ancrage
5 -Plaque d'assise
Vue en plan

34. 1. La plaque d’assise est mise en place avec les tiges d’ancrage1. La plaque d’assise est mise en place avec les tiges d’ancrage
filetées au moment du coulage du béton.filetées au moment du coulage du béton.
2. La charpente est dressée puis boulonnée après durcissement du2. La charpente est dressée puis boulonnée après durcissement du
béton.béton.
Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de pré-Le coulage étant effectué, l’avantage d’une telle technique de pré-
scellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une charpentescellement est d’exploiter la rapidité de montage d’une charpente
métallique. En revanche, il est indispensable d’être précis lors de lamétallique. En revanche, il est indispensable d’être précis lors de la
pose de la plaque d’assise.pose de la plaque d’assise.
Un réglage de la structure est toujours possible en perçant desUn réglage de la structure est toujours possible en perçant des
trous au double du diamètre des boulons.trous au double du diamètre des boulons.
Encastrement:Encastrement:
Les tiges filetées sont mises en place au moment du coulage duLes tiges filetées sont mises en place au moment du coulage du
béton.béton.
Le poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée deLe poteau est mis en place avec sa plaque d’assise équipée de
quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du poteau.quatre percements tous placés à l’extérieur de l’emprise du poteau.
La plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante consiste àLa plaque doit être d’épaisseur suffisante. Une variante consiste à
placer des raidisseurs mais la première solution est globalementplacer des raidisseurs mais la première solution est globalement
plus économique : plus de matière, moins de travail en atelier.plus économique : plus de matière, moins de travail en atelier.
Exemple de pied de poteau encastréExemple de pied de poteau encastré

35. 1 - Poteau HEA1 - Poteau HEA
2 - Plancher RDC2 - Plancher RDC
3 - Platine d'extrémité3 - Platine d'extrémité
4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton4 - Tige d'ancrage fileté scellé dans le béton
5 - Cale5 - Cale
6 - Il est possible d'aménager une cavité pour le coulage du béton6 - Il est possible d'aménager une cavité pour le coulage du béton
coupe BBcoupe BB
Exemple de pied de poteau encastré

36. Les tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, unLes tolérances de construction étant différentes entre les matériaux, un
écart de 3 à 5 cm est maintenu entre la face supérieure des fondations etécart de 3 à 5 cm est maintenu entre la face supérieure des fondations et
la face inférieure de la plaque d’assise. Au cours du montage, le poteaula face inférieure de la plaque d’assise. Au cours du montage, le poteau
est posé sur des cales et des coins permettant de régler ultérieurement saest posé sur des cales et des coins permettant de régler ultérieurement sa
position. Après ce réglage, un béton de qualité est coulé dans l’intervalleposition. Après ce réglage, un béton de qualité est coulé dans l’intervalle
et les cales sont retirées dès sa prise.et les cales sont retirées dès sa prise.
• Jonction de poteaux:• Jonction de poteaux:
Dans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés enDans une construction multi-étagée, les poteaux sont réalisés en
plusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant boutplusieurs tronçons. Le joint de poteaux désigne l’assemblage reliant bout
à bout deux tronçons.à bout deux tronçons.
Joint de poteaux par platine d'extrémitéJoint de poteaux par platine d'extrémité
Le joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus duLe joint peut être disposé à une vingtaine de centimètres au-dessus du
niveau brut de la dalle afin d’en améliorer son accessibilité et leniveau brut de la dalle afin d’en améliorer son accessibilité et le
confort de travail sur le chantier.confort de travail sur le chantier.
** Autres méthodes de jonction de poteaux:Autres méthodes de jonction de poteaux:
1 - Tronçons soudés1 - Tronçons soudés
2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées2 - Bout à bout joint par plaques boulonnées
3 - Raidisseurs et plaques d'about (croisement de poutre et de poteaux)3 - Raidisseurs et plaques d'about (croisement de poutre et de poteaux)
Les éléments de poteaux peuvent représenter une ou deux hauteurs d’étages. SelonLes éléments de poteaux peuvent représenter une ou deux hauteurs d’étages. Selon
le projet, le recours à des tronçons de grande longueur permet d’améliorer lale projet, le recours à des tronçons de grande longueur permet d’améliorer la
productivité du chantier.productivité du chantier.

38. 3- Les poutres:3- Les poutres:
Les IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus couramment utilisésLes IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus couramment utilisés
pour former une poutre.pour former une poutre.
Il est aussi possible d’employer des profils de gamme HE A/B et UAP.Il est aussi possible d’employer des profils de gamme HE A/B et UAP.
La disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solivesLa disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solives
perpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et laperpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et la
rapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques desrapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques des
volumes de bâtiments d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisationvolumes de bâtiments d’habitations, le référentiel PRISM préconise l’utilisation
d’une nappe simple de poutres, solution plus économique.d’une nappe simple de poutres, solution plus économique.
En effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la poutre (et doncEn effet, dans le cas des bâtiments d’habitation, la portée de la poutre (et donc
sa dimension) est directement dépendante de l’épaisseur du plancher etsa dimension) est directement dépendante de l’épaisseur du plancher et
conditionne son implantation.conditionne son implantation.

39. *Portée des poutres:*Portée des poutres:
L’acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantesL’acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantes
dans les ossatures de type filaire.dans les ossatures de type filaire.
Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15
mètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissementsmètres et jusqu’à 20 en structure mixte. Les franchissements
importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle,importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle,
halls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de bureaux, lieuxhalls,…) et aux bâtiments d’activités (plateaux de bureaux, lieux
d’exposition).d’exposition).
Des portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dontDes portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dont
la densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur dula densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur du
plancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alorsplancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alors
élevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cetteélevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cette
disposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitivedisposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitive
basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres).basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres).
Ce dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets deCe dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets de
bâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieuxbâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieux
d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences universitaires,d’hébergement (hôtels, maisons d’accueil, résidences universitaires,
…).…).

40. *Implantation de la poutre:*Implantation de la poutre:
Deux implantations sont possibles.Deux implantations sont possibles.
1-1-La poutre est positionnée sous la dalleLa poutre est positionnée sous la dalle::
•• La dalle portée peut être mince (en fonctionLa dalle portée peut être mince (en fonction
de la capacité porteuse de l’élément et desde la capacité porteuse de l’élément et des
contraintes acoustiques).contraintes acoustiques).
• La poutre apparente doit être incluse en• La poutre apparente doit être incluse en
cloisons ou habillée pour la sécuritécloisons ou habillée pour la sécurité
incendie.incendie.
• L’addition de connecteurs permet• L’addition de connecteurs permet
d’exploiter les capacités des structuresd’exploiter les capacités des structures
mixtes.mixtes.
Dans cette configuration, un profil IPE 270 deDans cette configuration, un profil IPE 270 de
nuance S355 permet les portéesnuance S355 permet les portées
maximales suivantes :maximales suivantes :
4 m = longueur de la poutre épaisseur de4 m = longueur de la poutre épaisseur de
dalle : 16 à 18 cmdalle : 16 à 18 cm
6 m = élément perpendiculaire charges6 m = élément perpendiculaire charges
d’exploitation : logement.d’exploitation : logement.
Lorsque les poutres sont disposées sous laLorsque les poutres sont disposées sous la
dalle, le plenum peut être utilisé pour ledalle, le plenum peut être utilisé pour le
passage des canalisations, gaines etpassage des canalisations, gaines et
fileries. Il convient en outre de prendrefileries. Il convient en outre de prendre
certaines dispositions au droit des paroiscertaines dispositions au droit des parois
verticales, notamment en matière deverticales, notamment en matière de
protection au feu et d’acoustique.protection au feu et d’acoustique.

41. La poutre est incorporée dans laLa poutre est incorporée dans la
dalledalle..
• 40 à 50 mm mini au-dessus de• 40 à 50 mm mini au-dessus de
la poutre sont nécessaires pourla poutre sont nécessaires pour
l’enrobage des aciers.l’enrobage des aciers.
• La poutre ainsi enrobée possède• La poutre ainsi enrobée possède
une stabilité au feu de 30 à 60une stabilité au feu de 30 à 60
min selon l’exposition de lamin selon l’exposition de la
semelle inférieure.semelle inférieure.
• Les éléments du plancher• Les éléments du plancher
prennent appui sur l’aile inférieureprennent appui sur l’aile inférieure
de la poutre.de la poutre.
La poutre de riveLa poutre de rive
Dans le sens porteur, un profil enDans le sens porteur, un profil en
U placé en rive permet de jouer àU placé en rive permet de jouer à
la fois le rôle porteur et lala fois le rôle porteur et la
fonction d’arrêt de coulée.fonction d’arrêt de coulée.
Dans le sens perpendiculaire auxDans le sens perpendiculaire aux
files porteuses, l’arrêt de couléefiles porteuses, l’arrêt de coulée
est généralement assuré par uneest généralement assuré par une
tôle pliétôle plié

42. L’assemblage désigne un dispositifL’assemblage désigne un dispositif
constructif destiné à réunirconstructif destiné à réunir
ensemble deux ou plusieursensemble deux ou plusieurs
pièces de sorte d’assurer lapièces de sorte d’assurer la
bonne transmission des efforts.bonne transmission des efforts.
Ce paragraphe a pour but deCe paragraphe a pour but de
présenter quelques règlesprésenter quelques règles
simples sans entrer dans lessimples sans entrer dans les
calculs de vérification de lacalculs de vérification de la
résistance des assemblages. Lerésistance des assemblages. Le
choix de bonnes dispositionschoix de bonnes dispositions
constructives permet d’obtenirconstructives permet d’obtenir
des résultats satisfaisants.des résultats satisfaisants.
4-Les assemblages:
Nœud poteau/poutre/palée
31 logements (Reims)

43. 5-La stabilité :5-La stabilité :
Les dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’uneLes dispositifs de contreventement contribuent à la stabilité générale d’une
construction. Le système de contreventement de l’ossature agit contre lesconstruction. Le système de contreventement de l’ossature agit contre les
sollicitations horizontales et plus particulièrement les efforts dus au vent,sollicitations horizontales et plus particulièrement les efforts dus au vent,
assurant la stabilité latérale du bâtiment. Ces efforts s’appliquent en premier surassurant la stabilité latérale du bâtiment. Ces efforts s’appliquent en premier sur
la « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc d’abord dans les plansla « peau » du bâtiment : façades et toitures ; c’est donc d’abord dans les plans
formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent les dispositifs de stabilité.formés par ces parties d’ouvrage que se trouvent les dispositifs de stabilité.
Les éléments de stabilité verticaux sensibles à la torsion (croix, portiques,Les éléments de stabilité verticaux sensibles à la torsion (croix, portiques,
panneaux) doivent être disposés selon deux directions non parallèles et danspanneaux) doivent être disposés selon deux directions non parallèles et dans
trois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à unetrois plans au moins. Dans la mesure du possible, on doit veiller à une
disposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins troisdisposition répartie et homogène, à chaque niveau, au moins trois
contreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux agissantcontreventements autour du bâtiment. Ainsi, les efforts horizontaux agissant
suivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris (directions x etsuivant les deux axes principaux du bâtiment peuvent être repris (directions x et
y) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux premiers un coupley) par deux éléments ; le troisième crée avec l’un des deux premiers un couple
résistant à la torsion.résistant à la torsion.
*Plan vertical:*Plan vertical:
Mise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un panneauMise en œuvre d’éléments d’une ou plusieurs barres métalliques, d’un panneau
rigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de deux poteaux etrigide,… disposés dans un panneau rectangulaire composé de deux poteaux et
de deux traverses horizontales.de deux traverses horizontales.
*Plan horizontal:*Plan horizontal:
Effet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchersEffet diaphragme joué par les éléments, horizontaux comme les planchers
d’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité dud’étages ou inclinés comme les toitures, participant ainsi à la stabilité du
bâtiment.bâtiment.
Ils transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de stabilitéIls transmettent les efforts horizontaux aux ensembles verticaux de stabilité
auxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut constituer unauxquels ils sont liés. Tout plan rigide, horizontal ou incliné, peut constituer un
diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une triangulation.diaphragme : dalle pleine, plancher collaborant ou une triangulation.
C’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ouC’est une étape importante de la conception. Une disposition mauvaise ou
insuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres dansinsuffisante en matière de contreventement entraîne de graves désordres dans
le bâtiment.le bâtiment.

44. Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes suivants :Les bâtiments à ossature métallique peuvent être raidis par les systèmes suivants :
• Travées triangulées• Travées triangulées
• Portiques• Portiques
• Noyaux• Noyaux
• Panneaux massifs de contreventement• Panneaux massifs de contreventement
• Construction de type tubulaire (immeubles de grande hauteur)• Construction de type tubulaire (immeubles de grande hauteur)
Pour l’application en bâtiments courants d’habitation, le référentiel PRISM développe iciPour l’application en bâtiments courants d’habitation, le référentiel PRISM développe ici
essentiellement les trois premiers procédés.essentiellement les trois premiers procédés.
*Palées triangulées:*Palées triangulées:
Économique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour desÉconomique et simple, c’est le dispositif le plus fréquemment employé pour des
bâtiments de hauteur faible à moyenne.bâtiments de hauteur faible à moyenne.
Pour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs barresPour s’opposer à la déformation, cette solution utilise une ou plusieurs barres
métalliques formant une triangulation dans une partie de l’ossature dans le planmétalliques formant une triangulation dans une partie de l’ossature dans le plan
vertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à des efforts normaux (tractions ouvertical. Les barres ne sont alors soumises qu’à des efforts normaux (tractions ou
compressions) et forment des palées de stabilité.compressions) et forment des palées de stabilité.
Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs étages.Ces palées peuvent transmettre les efforts horizontaux sur un ou plusieurs étages.

46. 6-Noyaux:6-Noyaux:
L’ossature métallique peutL’ossature métallique peut
être stabilisée par des tubesêtre stabilisée par des tubes
verticaux réalisés en béton.verticaux réalisés en béton.
Ces cages servent à abriterCes cages servent à abriter
les circulations verticalesles circulations verticales
(escalier, ascenseur,(escalier, ascenseur,
canalisations), le matériaucanalisations), le matériau
leur apportant la protectionleur apportant la protection
au feu requise. Ce doubleau feu requise. Ce double
usage occupe un espaceusage occupe un espace
restreint.restreint.
Les poutres et les dalles deLes poutres et les dalles de
plancher doivent êtreplancher doivent être
rendues solidaires du noyau.rendues solidaires du noyau.
Les attaches doivent tenirLes attaches doivent tenir
compte des différences decompte des différences de
tolérance entre les deuxtolérance entre les deux
matériaux afin de permettrematériaux afin de permettre
la reprise des charges dès lala reprise des charges dès la
mise en service.mise en service.

47. 6-La trame6-La trame ::
Une trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à laUne trame, souvent rectangulaire, est établie et sert de base à la
conception.conception.
Cette trame est définie à la fois en fonction des contraintes deCette trame est définie à la fois en fonction des contraintes de
distribution spatiale et des capacités porteuses des éléments dudistribution spatiale et des capacités porteuses des éléments du
plancher (poutres et panneaux) afin d’obtenir une conceptionplancher (poutres et panneaux) afin d’obtenir une conception
optimisée et économique.optimisée et économique.
L’incorporation des éléments de structure (poutres et/ou poteaux)L’incorporation des éléments de structure (poutres et/ou poteaux)
dans les parois de façade ou séparatives intérieures doit êtredans les parois de façade ou séparatives intérieures doit être
recherchée.recherchée.

48. ETUDE DE QUELQUESETUDE DE QUELQUES
EXEMPLEEXEMPLE

49. The New York TimesThe New York Times
Building, New York City (NY)Building, New York City (NY)
- USA- USA
(Renzo piano)(Renzo piano)The New York Times, journal quotidienThe New York Times, journal quotidien
principal des USA créé en 1851, ont lancéprincipal des USA créé en 1851, ont lancé
en 2000 une concurrence d'architecture deen 2000 une concurrence d'architecture de
concevoir ses futurs sièges sociaux, pourconcevoir ses futurs sièges sociaux, pour
être construit sur un espace pas loin deêtre construit sur un espace pas loin de
son endroit réel, la région monde-célèbreson endroit réel, la région monde-célèbre
de place de périodes, à laquelle le journalde place de périodes, à laquelle le journal
a donné son noma donné son nom

50. L’esquisseL’esquisse
Chaque architecture indique uneChaque architecture indique une
histoire, et l'histoire que ce bâtimenthistoire, et l'histoire que ce bâtiment
propose est une de la légèreté et dupropose est une de la légèreté et du
transparent. Tandis que concevoirtransparent. Tandis que concevoir
une tour accomplit le plus grand défiune tour accomplit le plus grand défi
dans l'extension ascendante, ildans l'extension ascendante, il
contribue également une présencecontribue également une présence
dans l'horizon qui est vibrant etdans l'horizon qui est vibrant et
changeant avec les vents.changeant avec les vents.
La forme de base de 52-storeyLa forme de base de 52-storey
building.s est simple, primaire,building.s est simple, primaire,
pareillement à la grille depareillement à la grille de
Manhattan. Elle est mince,Manhattan. Elle est mince,
n'emploie pas le verre reflété oun'emploie pas le verre reflété ou
teinté qui rend des tours les sujetsteinté qui rend des tours les sujets
mystérieux et hermétiques. Aumystérieux et hermétiques. Au
contraire, l'utilisation du verre claircontraire, l'utilisation du verre clair
a combiné avec un modèle desa combiné avec un modèle des
cylindres en céramique mincescylindres en céramique minces
placés sur un cadre en acier, placéplacés sur un cadre en acier, placé
un à deux pieds devant le verre, duun à deux pieds devant le verre, du
fond jusqu au dessus. Ce murfond jusqu au dessus. Ce mur
rideau permettra un degré élevérideau permettra un degré élevé
d'efficacité énergétique le chauffaged'efficacité énergétique le chauffage
et en refroidissant le bâtiment, et leet en refroidissant le bâtiment, et le
fera obtenir une couleur différente,fera obtenir une couleur différente,
selon l'atmosphère : bleuâtre aprèsselon l'atmosphère : bleuâtre après
la pluie, miroitant le rouge aula pluie, miroitant le rouge au
coucher du soleil.coucher du soleil.

51. Plans et coupes duPlans et coupes du
projetprojet

52. Façades et vuesFaçades et vues

53. Quelques détailsQuelques détails
LA MAQUETTELA MAQUETTE

54. BURJ AL ARAB DE DUBAIBURJ AL ARAB DE DUBAI

55. Plans du projetPlans du projet

57. Quelques vuesQuelques vues

58. BURJ BUBAIBURJ BUBAI

59. Situé à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage (non encoreSitué à Dubaï aux Emirats Arabes Unis, la hauteur de l'ouvrage (non encore
rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 mètres pour 160 étages.rendue publique) sera comprise entre 700 et 800 mètres pour 160 étages.
A noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société EMAARA noter que le maître d'œuvre de l'ouvrage est la société EMAAR
Properties, sa construction revient à un consortium mené par le groupeProperties, sa construction revient à un consortium mené par le groupe
sud-coréen Samsung Electronics et auquel participe avec une proportionsud-coréen Samsung Electronics et auquel participe avec une proportion
de 35% l'entreprise belge Besix (35% revient à Samsung Electronics,de 35% l'entreprise belge Besix (35% revient à Samsung Electronics,
35% à Besix et 30 % à Arabtech). Besix a déjà participé à la construction35% à Besix et 30 % à Arabtech). Besix a déjà participé à la construction
d'autres bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.d'autres bâtiments à Dubaï, notamment l'Emirates Hotel Tower.

60. Plans et vuesPlans et vues

61. Fondations terminées pour BurjFondations terminées pour Burj
Dubaï, le futur plus haut gratte-Dubaï, le futur plus haut gratte-
ciel du monde:ciel du monde:
Les fondations de la tour BurjLes fondations de la tour Burj Dubaï,Dubaï,
située aux Emirats Arabes Unis,située aux Emirats Arabes Unis,
sont désormais achevées.sont désormais achevées.
Commence maintenant laCommence maintenant la
construction de la partie aérienneconstruction de la partie aérienne
de ce qui deviendra la plus hautede ce qui deviendra la plus haute
tour du monde lors de sontour du monde lors de son
inauguration en décembre 2008.inauguration en décembre 2008.
Les fondations sont constituées deLes fondations sont constituées de
192 piles qui s'enfoncent à 50192 piles qui s'enfoncent à 50
mètres dans le sol. La partiemètres dans le sol. La partie
aérienne se construira au rythmeaérienne se construira au rythme
d'un étage par semaine, pourd'un étage par semaine, pour
atteindre une hauteur encore nonatteindre une hauteur encore non
officiellement dévoilée dépassantofficiellement dévoilée dépassant
très probablement les 700 mètres,très probablement les 700 mètres,
pouvant même approcher les 800pouvant même approcher les 800
mètres selon certains spécialistes.mètres selon certains spécialistes.
La hauteur de la tour est tenueLa hauteur de la tour est tenue
secrète, la conception du bâtimentsecrète, la conception du bâtiment
permet une modification de lapermet une modification de la
hauteur finale pendant lahauteur finale pendant la
construction.construction.
Les fondations de la tour
Burj Dubaï

62. WORLD TRADE CENTERWORLD TRADE CENTER
TOURS JUMELLESTOURS JUMELLES

63. IntroductionIntroduction
La construction des tours de centre commercial mondial aLa construction des tours de centre commercial mondial a
commencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts avrilcommencé août 5 1966 et ils ont été officiellement ouverts avril
4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant l'attaque.4 1973. La figue 1. montre les deux tours avant l'attaque.
Comme aura été desséché pour toujours sur la mémoire de tousComme aura été desséché pour toujours sur la mémoire de tous
les lecteurs, elles ont été détruites dans une attaque deles lecteurs, elles ont été détruites dans une attaque de
terroriste 11 septembre 2001. La méthode de destruction étaitterroriste 11 septembre 2001. La méthode de destruction était
simple et dévastatrice, à savoir attaque de suicide en l'avion.simple et dévastatrice, à savoir attaque de suicide en l'avion.
Les images résultantes des tours brûlant et s'effondrant étaientLes images résultantes des tours brûlant et s'effondrant étaient
ceux personne jamais attendu voir.ceux personne jamais attendu voir.
Le premier avion a heurté la tour du nord au temps de gens duLe premier avion a heurté la tour du nord au temps de gens du
pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à 10.28 AM ou à 1.pays de 8.45am et cette tour s'est effondrée à 10.28 AM ou à 1.
heures après l'impact.heures après l'impact.
La deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est effondréeLa deuxième tour a été frappée à 9.03 AM mais s'est effondrée
plus rapidement, à 10.05 AM.plus rapidement, à 10.05 AM.
Tours De Centre commercial mondial
De la Figue 1 Avant Attaque
(photo associée de pression)

65. *Détails des bâtiments:*Détails des bâtiments:
La figue 1 montre les deux tours en service. Ces tours étaient les principauxLa figue 1 montre les deux tours en service. Ces tours étaient les principaux
bâtiments dans un complexe du développement de ville. L'endroit de ces tours surbâtiments dans un complexe du développement de ville. L'endroit de ces tours sur
l'emplacement de centre commercial mondial est montré dans Fig.2, avec lal'emplacement de centre commercial mondial est montré dans Fig.2, avec la
direction des impacts.direction des impacts.
Les tours étaient l'un des meilleurs exemples "de la construction de tour de tube",Les tours étaient l'un des meilleurs exemples "de la construction de tour de tube",
une forme structurale idéalement convenue à fournir la force et la rigidité exigéesune forme structurale idéalement convenue à fournir la force et la rigidité exigées
pour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une armature derésistance rigide apour les bâtiments très grands. Sur chaque fa?e une armature derésistance rigide a
été formée comportant 59 colonnes de boîte-section, espacées aux centres de 1.02été formée comportant 59 colonnes de boîte-section, espacées aux centres de 1.02
mètre, reliés par les faisceaux profonds de spandrel. Les armatures n'ont pasmètre, reliés par les faisceaux profonds de spandrel. Les armatures n'ont pas
fonctionné dans les coins, cependant, là un raccordement de cisaillement entre lesfonctionné dans les coins, cependant, là un raccordement de cisaillement entre les
deux armatures adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi quedeux armatures adjacentes ont été fournies de sorte que les armatures, ainsi que
les planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Celes planchers, aient formé un tube encadré torsionally rigide fixé aux bases. Ce
tube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés sanstube encadré a acheminé toutes les charges de vent. Les planchers enjambés sans
colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de boîte-colonnes intermédiaires au noyau, qui a été soutenu sur 44 colonnes de boîte-
section ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical seulement. Lasection ont conçu et ont détaillé pour porter le chargement vertical seulement. La
figue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors qu'une des colonnesfigue 3 montre ce concept dans une vue isométrique, alors qu'une des colonnes
extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 millimètres est montrée dans fig. 4.extérieures de boîte d'armature de 450 x 450 millimètres est montrée dans fig. 4.

66. Fig. 2 plan d'emplacement du
développement de centre commercial
mondial
Montrer l'endroit des deux tours

68. L'accès et les services ont été réalisés le noyauL'accès et les services ont été réalisés le noyau
central, comme montré dans la figue 5.central, comme montré dans la figue 5.
Le système de plancher a comporté 900Le système de plancher a comporté 900
poutrelles profondes de barre espacées auxpoutrelles profondes de barre espacées aux
centres de 2.04 m et attachées par les poutrellescentres de 2.04 m et attachées par les poutrelles
secondaires. Ces poutrelles secondaires ont alorssecondaires. Ces poutrelles secondaires ont alors
soutenu une plate-forme profilée sur laquelle asoutenu une plate-forme profilée sur laquelle a
été versée une dalle en de béton légère épaisseété versée une dalle en de béton légère épaisse
de 100 millimètres. Le dessus des poutrelles dede 100 millimètres. Le dessus des poutrelles de
barre tenues au-dessus du soffit de orner et a étébarre tenues au-dessus du soffit de orner et a été
moulé dans la dalle en de béton pour rendre lesmoulé dans la dalle en de béton pour rendre les
poutrelles de barre composées d'une façonpoutrelles de barre composées d'une façon
semblable au système de Speedfloor.semblable au système de Speedfloor.
Les poutrelles de barre enjambées entre lesLes poutrelles de barre enjambées entre les
armatures de périmètre et le noyau, commearmatures de périmètre et le noyau, comme
montré dans la figue 6. La figue 7 montre unmontré dans la figue 6. La figue 7 montre un
isométrique d'une partie du plancher et du murisométrique d'une partie du plancher et du mur
extérieur, illustrant certains des détails décrits ci-extérieur, illustrant certains des détails décrits ci-
dessus.dessus.
La pesanteur et les systèmes derésistanceLa pesanteur et les systèmes derésistance
latéraux ont été conçus pour fournir la force et lalatéraux ont été conçus pour fournir la force et la
rigidité exigées d'un bâtiment de 110 étages avecrigidité exigées d'un bâtiment de 110 étages avec
la charge morte minimum. Ceci a été réalisé trèsla charge morte minimum. Ceci a été réalisé très
bien, avec un poids de partie métalliquebien, avec un poids de partie métallique
seulement 44.5 de surface couverte de kg/m 2. Laseulement 44.5 de surface couverte de kg/m 2. La
lumière même et la structure ouverte, superblylumière même et la structure ouverte, superbly
machinées pour rencontrer l'utilité et la limitemachinées pour rencontrer l'utilité et la limite
finale de conception énoncez les conditions surfinale de conception énoncez les conditions sur
un bâtiment de ces taille et taille, faitun bâtiment de ces taille et taille, fait
probablement les bâtiments plus vulnérables pourprobablement les bâtiments plus vulnérables pour
s'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait été las'effondrer de l'impact d'avion qu'aurait été la
caisse pour un système structural plus inefficacecaisse pour un système structural plus inefficace

71. NOUVEAU PROJET DENOUVEAU PROJET DE
RECONSTRUCTIONRECONSTRUCTION
THE FREEDOM TOWERTHE FREEDOM TOWER

72. VOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUESVOICI QUELQUE PLANS DETAILS.VUES

77. Une tour polycentrique pour
garantir confort et sécurité
Plutôt que d’articuler
classiquement les
surfaces autour d’un
noyau central (pour
assurer l’apport de
lumière naturelle),
l’architecte français
Denis Sloan a conçu
une tour intégrant
des blocs de bâtiments
indépendants et à
l’échelle humaine
dans les mailles de sa
méga-structure
périphérique.

78. Reposant sur une structure externe, le
projet
est conçu pour garantir une meilleure
stabilité
de la construction et la sécurité maximale
en fragmentant les risques, quelle que
soit
l’ampleur de l’agression, notamment
l’incendie
ou des secousses sismiques. “Dépourvu
de volume fermé en partie central comme
dans une structure traditionnelle.
Enfin, ce dispositif de circulations
multiples
et centrifuges évite les situations
d’engorgement
et permet de combattre le sinistre
dans les meilleures conditions
d’intervention.
Aucun IGH n’offre actuellement de telles
capacités d’évacuation et d’intervention,”
conclut Claude Delalande. F.A.

79. conclusion