ENPC Ecole des ponts
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Conception des structures - Application
Année scolaire 2019-2020
Créneau Sem 4/Sem 6/Sem 2 MS
Sem 2 MS

Etre inscrit au cours de " conception des structures partie théorique "

Prérequis

Il est nécessaire pour ce cours de savoir calculer des efforts et des déplacements dans une structure, d'avoir des notions de base sur le calcul et le comportement des principaux matériaux de construction (métal, bois et béton armé), ainsi que sur la méthode des éléments finis et le calcul numérique des structures (méthode des déplacements, théorie statique linéaire, méthode P-Δ, analyse linéaire de flambement et analyse modale).

Enseignant responsable

Cyril Douthe

Equipe enseignante Cyril DOUTHE
Objectifs du module

Concevoir une structure est une démarche complexe, itérative qui fait appel à de nombreux champs disciplinaires du génie civil, ainsi qu'à une certaine culture constructive. C'est un acte de compromis entre une intention structurelle, un concept porteur et des contraintes spécifiques de lieu, de programme ou de fabrication. Le cours proposé se veut une initiation à cette démarche, il est l'occasion d'appliquer dans des exercices de projet les outils théoriques développés dans le cours du même nom. A partir de la donnée d'un jeu initial de contraintes géométriques, mécaniques et programmatiques, il permet l'exploration des principales typologies de structures (fléchies, tendues ou comprimées), de l'interaction entre la forme et les efforts qui circulent dans celle-ci, de l'influence et de l'intérêt de l'isostaticité et de la redondance structurelle.

 

La modélisation des structures est au cœur de la démarche proposée, car d'une part elle parle de la compréhension que l'on a du comportement de l'objet projeté, et d'autre part elle est auto-réalisatrice, dans le sens où l'objet conçu en accord avec son modèle se comportera comme le modèle. Concevoir étant une histoire de choix et d'arbitraire, tout l'enjeu des modèles n'est pas simplement de pouvoir calculer mais de pouvoir fournir des données objectives qui permettent la comparaison entre diverses solutions, qui permettent de questionner le compromis qui s'établit au fil des semaines entre une géométrie/forme, une topologie/structure, des forces/chargements et des solutions matérielles et technologiques. On s'attachera donc à ne jamais dissocier l'image, de la donnée quantifiée et de sa description littérale. On s'efforcera de construire une vision globale du projet et des étapes qui aboutiront à son dimensionnement complet. La combinaison de cette vision globale et de modélisations adéquates sera la base d'une discussion objective autour du projet que ce soit au sein d'un groupe de travail, ou avec l'enseignant ou avec l'ensemble des étudiants du cours.

Programme du module

Le module est divisé en quatre parties (exploration, conception, vérification, optimisation) qui illustrent différentes phases du processus de conception.

 

Première partie : exploration

 

Séance 0 : Introduction à la conception des structures et à la démarche de projet. Illustration sur un exemple construit. Présentation et choix des sujets de projet (cours magistraux).

 

Séance 1 : Etude des structures fléchies.

 

Séance 2 : Etude des structures tendues.

 

Séance 3 : Etude des structures comprimées.

 

Séance 4 : Variations géométriques sur une même typologie structurelle.

 

Deuxième partie : modélisation et conception

 

Séance 5 : Modélisation de la solution retenue

 

Séance 6 : Calcul des efforts et dimensionnement en contrainte.

 

Séance 7 : Calcul des déplacements et dimensionnement en raideur.

 

Séance 8 : Rendu intermédiaire & synthèse.

 

Troisième partie : modélisation et vérification

 

Séance 9 : Défintion de la note d'hypothèse pour la vérification de la proposition d'un autre groupe

 

Séance 10 : Rendu de la contre-étude.

 

Quatrième partie : Optimisation

 

Séance 11 : Dernière correction.

 

Séance 12 : Jury final

Modalités

Le cours est centré sur un projet de structure dont la proposition est élaborée en petit groupe. Il alterne séances de correction collective (séance 1 à 4, 8, 10 et 12) et séances de correction individuelle (5 à 7, 9 et 11).

Contrôle des connaissances - Règles de validation du module

L'évaluation des étudiants se base sur deux éléments :

 

une note de contrôle continu qui compte pour 60%

 

une note de jury final qui compte également pour 40%.

 

Le contrôle continu témoigne de la progression du travail des étudiants et de la régularité de leur travail. Il s'appuie sur un rendu en quatre étapes qui chacune compte pour 15% de la note :

 
  • un rendu d'esquisse qui illustre leur capacité à explorer différentes typologies et à évaluer rapidement le cheminement des charges et l'ordre de grandeur des principaux éléments de la structure. Le rendu est constitué de 4 études (une structure fléchie, une structure tendue, une structure comprimée et de trois variations géométriques sur une typologie libre).
 
  • un rendu d'avant-projet qui montre leur capacité à décrire une structure et à analyser son fonctionnement structurel, ainsi que leur capacité à en modéliser les différents composants pour en déduire un dimensionnement (en raideur et en résistance).
 
  • un rendu de type VISA qui illustre leur capacité à analyser une structure existante, à la modéliser rapidement pour en vérifier les ordres de grandeurs.
 
  • un rendu final qui accompagne la présentation orale au jury et qui présente une synthèse en chiffres du projet et des modèles utilisés pour l'analyse de son comportement.
 

Le jury final évalue la qualité de la proposition des étudiants et la finesse de compréhension qu'ils ont de son comportement structurel sur la base d'une présentation orale (15 minutes) et d'une discussion (15 minutes) avec les membres du jury, composé pour l'essentiel de praticiens extérieurs invités.

Adresse du site du module educnet.enpc.fr/course/view.php?id=517
Documents pédagogiques - Bibliographie

Le cours s'appuie sur la partie théorique du même nom ainsi qu'une bibliothèque de projets des années précédentes et de modèles numériques associés aux TDs.

Effectif maximal Effectif illimité
Département de rattachement Génie Civil et Construction
Nombre de crédits ECTS 3 crédits ECTS
Mise à jour

11 janvier 2019

Code EXPST
Dernière mise à jour  :  11 janvier 2019
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