Dispositions architecturales et stabilité

Presque tous les architectes font des conceptions d’ouvrage en évitant les formes régulières, rectilignes ou plates et les symétries. En effet, depuis toujours, ils adorent concevoir en usant de formes et volumes différents comme l’association de la forme rectiligne et circulaire ou de carré avec des triangles (forme géométrique indéformable)...
L’association de ces formes complique souvent les calculs de justification des dimensions ce qui crée les discordes.
Cependant, l’utilisation de ces formes accentue la résistance d’un ouvrage de part leur caractère indéformable et ajoute ainsi une stabilité supplémentaire.

Renversement

Ce cas de rupture est le plus souvent observé pour les murs de soutènement. Ceci peut être évité par l’utilisation de la forme courbe, des retours d’angles ou l’utilisation de forme géométrique indéformable.

Les formes indéformables

Les Triangles
Les triangles sont les seules formes géométriques indéformables, c’est-à-dire qui tolèrent mieux les efforts. C’est le mathématicien italien Luigi CREMONA qui fut le premier à le démontrer. Ainsi, on a nommé la méthode de calcul CREMONA ou "le système triangulaire" qui consiste à diviser une structure en régions ou épure CREMONA.
Par la suite, les ingénieurs et les architectes ont pu constater que de nombreuses formes sont constituées par des multitudes de triangles qui deviennent alors à leurs tour indéformables.

Carré et triangle

Octogone (polygones)

Les voûtes :

Elles sont constituées par plusieurs triangles pour donner la forme circulaire ou polygonale.

Demi-dôme (formes circulaires en 3 dimension)

Cette forme est un assemblage de plusieurs triangles.

Exemples de formes pour les murs de soutènement et leurs avantages

Les murs circulaires

Mur circulaire en bloc à bancher

L’autostabilité d’un mur circulaire

Les murs sont souvent confrontés aux phénomènes de renversement, tassement et glissement. Cependant, les murs circulaires sont de nature autostable.

• Le renversement
  Ce phénomène est le fait du pivotement du mur par rapport à son sol d’assise. En effet, comme il est indiqué sur l’image, la résistance du sol s’oppose au renversement. Cette résistance étant amplifiée du fait que l’emprise ou la surface sur laquelle elle agit est plus grande.
• Le tassement
  Ce phénomène est le fait de l’enfoncement du mur causé par la pression de son propre poids. Selon le principe physique, la pression augmente lorsqu’elle s’applique sur une petite surface, or la forme circulaire occupe plus de surface que la forme rectiligne, d’où l’autostabilité.

• Le glissement
  Ce phénomène est le fait du déplacement horizontal d’un mur, la solution la plus souvent employée est l’utilisation du contrefort. Ceci consiste à l’utilisation de la 2^ème dimension.
  Pour la forme circulaire, en fait les murs ne sont pas tout à fait circulaires, mais plutôt Polygonales. Comme l’exemple des blocs à bancher, il n’y a pas de bloc circulaire ; mais tous les blocs sont droits. Par conséquent, on peut en déduire que les murs de forme circulaire sont la transposition d’une voûte d’où l’autostabilité.

Les murs avec retours d’angles

Exemple de mur en blocs préfabriqués

Dans l’illustration, nous pouvons constater qu’il y a un retour d’angle de 90° et 3 talus à soutenir. Nous pouvons dire que cet ouvrage est autostable, car les 2 murs latéraux joueront le rôle de contrefort pour le mur central ; et celui-ci jouera le rôle de buton pour les 2 murs latéraux.
De plus, les phénomènes de renversement et de glissement seront contrés par les 2 murs latéraux (consultez les règles de prédimensionnement de murs de soutènement).

Nous pouvons rencontrer les murs avec des retours d’angles dans beaucoup d’ouvrage, mais les plus fréquents sont les piscines (carré, rectangle) et les barrages.

Piscine carrée

Piscine ovale (circulaire et droite)

Culture en terrasse

La combinaison des formes est aussi très pratique lorsqu’il y a plusieurs talus à protéger. Voici un exemple d’une piscine contre une colline avec deux talus à protéger. Ici la forme courbe à étÃ[...]