Éléments structuraux

Ce cours de la Licence Professionnelle en Architecture (S3, UE5 « Environnement génie civil ») étudie les éléments structuraux fondamentaux d’un bâtiment — poutres, poteaux (colonnes) et dalles — et leur comportement sous les charges. L’objectif n’est pas de faire de l’architecte un ingénieur structure, mais de lui donner les outils pour dialoguer avec le bureau d’études, pré-dimensionner un ossature dès l’esquisse et concevoir des espaces dont la structure est cohérente, économique et adaptée au contexte nigérien (béton armé, maçonnerie de parpaings ou de BTC, charpente métallique ou bois).

Le cours s’appuie sur les bases de la statique et de la théorie des structures. Les calculs présentés suivent la logique des états limites (Eurocodes, BAEL 91 pour le béton armé encore très utilisé en Afrique de l’Ouest) ; les valeurs numériques données sont des valeurs de pré-dimensionnement, à confirmer par une note de calcul d’ingénieur.

Objectifs d’apprentissage

• Identifier et quantifier les actions permanentes (G) et d’exploitation (Q) et effectuer une descente de charges simple.
• Calculer réactions, efforts tranchants et moments fléchissants d’une poutre isostatique courante.
• Calculer contraintes normales (σ = N/A, σ = M/W), déformations et flèches, et les comparer à des valeurs admissibles.
• Vérifier un poteau vis-à-vis de la compression et du flambement (élancement, charge critique d’Euler, méthode forfaitaire BAEL).
• Choisir un type de dalle et pré-dimensionner poutres, dalles et poteaux à partir de ratios de portée.
• Intégrer la trame structurelle dans la conception architecturale.

Prérequis

Théorie des structures et statique : équilibre d’un solide, réactions d’appui, notions de moment d’une force et de centre de gravité ; mathématiques de base (équations, puissances, unités SI).

Plan du cours

1. Leçon 1 — Actions sur les structures et descente de charges
2. Leçon 2 — Les poutres : flexion, contraintes et flèches
3. Leçon 3 — Les poteaux : compression et flambement
4. Leçon 4 — Les dalles et l’intégration des éléments structuraux dans le projet

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, interrogations écrites, quiz en ligne) comptant pour 40 % et examen terminal écrit (exercices de calcul, calculatrice autorisée) pour 60 %.

Bibliographie

• Hibbeler, R. C. (2017). Structural Analysis. Pearson.
• Megson, T. H. G. (2014). Structural and Stress Analysis. Butterworth-Heinemann.
• Perchat, J. & Roux, J. (2002). Pratique du BAEL 91. Eyrolles.
• Salvadori, M. (2005). Comment ça tient ? Parenthèses.
• Ching, F. D. K., Onouye, B. & Zuberbuhler, D. (2014). Building Structures Illustrated. Wiley.