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Bateau à voile avec le mât comprimé et les haubans tendus

Mât comprimé et haubans tendus du pont de Brotonne, 1977, arch. A. Arsac et P. Fraleau, ing. J. Mathivat et J. Muller

Centre de distribution Renault en Angleterre à Swindom, 1982, arch. N. Foster, ing. bureau Ove Arup

En d’autres termes, si nous fixons l’extrémité supérieure de cette barre au plafond, au moins quatre personnes avec une masse totale d’environ 300 kg doivent se pendre à l’extrémité inférieure pour provoquer l’écoulement. Si nous tentons en revanche de comprimer la même barre, nous observons que la charge maximale que nous pouvons appliquer est bien moindre et peut être facilement exercée par une seule personne. Quand la compression atteint environ 40 N, correspondant à seulement 4 kg, la barre se déforme par flambage et l’effort ne peut plus être repris. Dans cet exemple, la résistance à la compression de la barre est donc bien plus faible que la résistance à la traction. Mais si nous ne considérons que le matériau, s’agissant de l’acier, la résistance à la compression est identique à la résistance à la traction. Il faut noter que ce phénomène d’instabilité se vérifie aussi si l’imperfection initiale – due à la tolérance de l’exécution – est très faible ou même carrément imperceptible. Puisque des imprécisions de ce type ne peuvent évidemment pas être exclues, le problème de l’instabilité doit absolument être pris en considération et doit sérieusement préoccuper quiconque projette une structure avec des éléments comprimés. Pour faire face à ce problème, nous devons avant tout nous rendre compte que la colonne ne doit pas seulement garantir une résistance suffisante, considérée comme le produit de la résistance du matériau par l’aire de la section, mais doit aussi être rigide à la flexion, au moins suffisamment pour ne pas trop se déformer dans le sens transversal. Nous avons déjà vu qu’un matériau trop déformable comme le caoutchouc mousse n’est pas apte à résister à un effort de compression. Comme nous le verrons par la suite, la forme de la section joue aussi un rôle important. Il existe donc une différence essentielle entre le fait de projeter un élément tendu ou comprimé, même dans les cas où le matériau présente des résistances identiques à la traction et à la compression. Dans une structure métallique, par exemple, si l’aire de la section et la résistance du matériau sont suffisants, nous pouvons choisir des tirants très minces, alors que les éléments comprimés doivent être constitués par des profils bien plus volumineux. Ceci est bien montré dans les trois exemples cicontre: bien que l’ordre de grandeur des efforts soit comparable, les tirants sont beaucoup plus minces, alors que les éléments comprimés sont plus volumineux de façon à garantir une stabilité suffisante.

Comment rendre une colonne stable

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LA STABILITÉ DES ÉLÉMENTS COMPRIMÉS

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Art structures 6  

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