Soutenance de thèse - Marc Leyral Du souple vers le raide...

Soutenance de thèse le jeudi 26 octobre à 14h30 au 23 rue des Ardennes, 75019 Paris
(locaux de l’ENSA-PLV), dans la salle des Séminaires au RDC.

Du souple vers le raide : évolutivité entre les phases de construction et de service des structures de couverture et de franchissement en fibres végétales et en bois. Conception et fabrication issues de la confrontation de résultats expérimentaux sur modèles réduits aux modèles numériques par relaxation dynamique.

Résumé :
Un gridshell élastique est une typologie constructive de couvertures efficace : une grille en treillis souple est construite à plat avant d’être mise en forme par flambement. Ensuite, la structure est rigidifiée. La conception et l’analyse structurale d’un gridshell élastique impliquent une étape de recherche de forme qui peut être faite avec un modèle physique ou avec un modèle numérique calculé avec une méthode valable pour les grandes déformations. Il est alors légitime de se demander dans quelle mesure les résultats de ces modèles traduisent le comportement réel de l’ouvrage ?
Un algorithme de relaxation dynamique a ainsi été réalisé et appliqué à un modèle numérique d’un gridshell. En parallèle, des modèles physiques ont été construits à différentes échelles et testés en les chargeant. Les résultats ont été comparés et divers facteurs pouvant influencer les résultats ont été identifiés. Grâce à de nouvelles expériences numériques et physiques, l’influence de ces facteurs a été quantifiée et des conclusions utiles aux concepteurs pour interpréter leurs résultats respectifs ont pu en être tirées.
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L’utilisation de fibres naturelles – comme l’osier – pour fabriquer des objets est vertueuse car elle nécessite des intrants limités et ses émissions de CO2 sont minimes. Dans le domaine de l’architecture et de la construction, on utilise parfois des tressages de ces fibres pour des abris vernaculaires ou dans certaines parties d’édifices architecturaux contemporains, mais ils sont généralement limités à des éléments de remplissage non structuraux. La question est la suivante : est-il possible de concevoir et de construire des coques structurelles tressées en osier à des fins architecturales ? Dans ces domaines également, les concepteurs doivent prédire le comportement des constructions à échelle réelle sur des modèles physiques ou sur des modèles numériques calculés en grandes déformations.
Grâce à des mesures expérimentales, l’efficacité de la densité et de l’orientation des brins de divers tressages sur une surface continue en fonction des champs de contraintes principales qu’elle subit a été caractérisée. Ces données ont nourri un algorithme rendant la conception et l’optimisation des coques tressées accessibles pour les architectes et les designers. La validité de l’algorithme a été démontrée en comparant ses prédictions avec des modèles physiques. Ensuite, la faisabilité de la construction d’éléments structuraux par tressage de fibres naturelles a été démontrée par la réalisation d’un pavillon public à échelle réelle.

Composition du jury :
Mme. Tine TYSMANS, Professeure, Departement Mechanics of Materials and Constructions - MEMC, Vrije Universiteit Brussel, Présidente
M. Denis ZASTAVNI, Professeur, Institut de Recherche de Louvain pour le Territoire, l’Architecture, l’Environnement Construit (LAB) & Faculté d’architecture, d’ingénierie architecturale, d’urbanisme (LOCI), UCL Louvain, Rapporteur
M. Liberato FERRARA, Professeur, Département d’Ingénierie civile et environnementale, Politecnico de Milan (POLIMI), Rapporteur
Mme. Sophie WU, Ir. Arch., Directrice associée, Equilibrium, Examinatrice
M. Klaas DE RYCKE, Ir. Arch., Associé et gérant, Bollinger+Grohmann Ingenieure, Examinateur
M. François GUENA, Professeur, Directeur scientifique au MAP-MAACC, ENSA Paris-la-Villette, Directeur