Dispositions architecturales et stabilité

Bruno, John.propitech

Les formes et les volumes sont souvent les sources de discordes entre un ingénieur et un architecte. Pourtant, les choix sont fondamentaux pour assurer la stabilité de l’ouvrage.

Voici un extrait gratuit du guide de construction des MURS DE SOUTÈNEMENT :

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 2ème 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 été choisie pour des raisons esthétiques en plus de l’auto stabilité d’un mur courbe.
Certes, nous aurions pu opter pour un mur droit et raser le second talus ; mais cela ne serait pas stable ni résistant en raison de l’envergure de l’ouvrage.
Cependant, le retour d’angle peut être aussi la solution dans ce cas.

l’avantage de l’utilisation des formes courbe :

  • visuellement les murs courbe s’intègrent mieux à l’environnement tandis que les murs droits nous donne l’impression d’être dans une zone industrielle ou nous rappelle aussi les ouvrages routiers ;
  • notre perception visuelle tolère plus les imperfections de mise en œuvre, c’est-à-dire l’alignement et l’aplomb ; tandis que dans le mur droit les imperfections accrochent l’œil immédiatement.


Inconvénients des murs courbes :

  • Prenons l’exemple d’un mur en blocs à bancher, les travaux sont plus laborieux, car il faut confectionner des armatures cintrées qui sont très difficiles à réaliser pour un autoconstructeur ;
  • les murs courbes nécessitent plus de matériaux par conséquent reviennent plus chers que les murs droits.

Les formes indéfinies (cas des cultures en terrasse)

Cette technique a été utilisée depuis toujours et jusqu’à maintenant en Asie dans les rizières.

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  • Renversement
  • Carré et triangle
  • Octogone (polygones)
  • Demi-dôme (formes circulaires en 3 dimension)
  • Les voûtes :
  • Exemple de mur en blocs préfabriqués
  • Culture en terrasse
  • Mur circulaire en bloc à bancher
  • L’autostabilité d’un mur circulaire
  • Piscine carrée
  • Piscine ovale (circulaire et droite)


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