S4-A42 : 1er CYCLE LICENCE
Semestre 4
ARCHITECTURE CONSTRUCTION, SCIENCES ET TECHNIQUES POUR L'ARCHITECTURE
Responsables de semestre : Sébastien Muteba Jean-Christophe Laurent Bernarth Godbille Aly Abdelmagid
A421 : CM SYSTÈMES CONSTRUCTIFS
Responsables : Sébastien Muteba
Objectifs
Le cours se compose de 4 sections principales qui abordent certains principes de construction en lien avec le sujet de l'atelier de projet. L'objectif principal de ce cours est de donner à l'étudiant des outils pour concevoir un projet d'architecture (maison individuelle et logement collectif) assurant une cohérence entre la logique de la structure, les matériaux choisis et les enjeux environnementaux actuels.
Contenu
Section I Caractéristiques physiques et mécaniques des matériaux de construction
Cours n1/2
- L’acier (et autres métaux aluminium, zinc, cuivre) caractéristiques physiques (densité, coefficient de dilatation thermique, conductivité thermique, température de fusion …) : caractéristiques mécaniques (contrainte limite d’élasticité, module d’élasticité, contrainte de rupture, allongement à la rupture, fragilité …) ; essai de traction (résistance), essai de flexion par choc (résilience) ; résistance de l’acier (nuances d’acier), allongement a la rupture, rupture fragile de l’acier ; unités de mesure des contraintes
- le béton (rappel) masse volumique, dilatation thermique, résistance du béton, désignation du béton, déformation sous charges
- le bois (rappel) dilatation thermique, classification botanique, masse volumique, déformations sous charges, contrainte de rupture en compression axiale, contrainte admissible en traction axiale
- le verre : caractéristiques physiques, écarts de températures admissibles, déformations sous charges, résistance à la rupture, fragilité
- les plastiques (le polycarbonate, le pvc, le plexiglas, le polyester, le nylon, le polystyrène …)
Tableau comparatif des caractéristiques mécaniques des matériaux
Section II Structures acier
Cours n3 Concevoir et construire en acier : le matériau acier
Familles, additions, étapes de fabrication, production, formes et classification des produits, chantier acier, déchets
Cours n4/5 Concevoir et construire en acier
Lexique, liaisons/assemblages, poteaux, points porteurs, choix de la trame, types de poutres, planchers
Cours n6 Concevoir et construire en acier
Systèmes d’ossatures : cadres à poutres continues, cadres à poteaux continus, cadres spatiaux (pour chaque systèmes les typologies de planchers adaptées seront étudiées)
Section III Structures maçonnées
Cours n7/8 Technologie des murs et voiles
Murs maçonnes, blocs courants, disposition constructives minimales : fractionnement des murs, chaînages, protection des murs en soubassement
Cours n9 Structures verticales
Typologies de murs maçonnés : murs à une seule paroi (murs simples, murs composites) murs à double paroi (mur double, mur avec cloison de doublage), propriétés mécanique des maçonneries, stabilité mécanique des maçonneries, efforts sollicitant les parois, murs de façade, classement des murs (type I, II, III, IV), murs de remplissage
Section IV Ambiances
Cours n10 Stratégies thermiques et principes de conception pour l’espace habité
Modes de transfert de la chaleur (application à l’habitat), principe de l’inertie par absorption, stratégies du chaud (pour l’hiver), stratégies du froid (pour l’été), application à la serre, répartition des pièces, étude critique d’un projet (stratégies du froid et du chaud)
Cours n11
Confort thermique, isolation, résistance thermique d’une paroi (exemples courants), inertie thermique, ponts thermiques, étanchéité à l’air
Cours n12
Fonctions et performances de l’enveloppe, fonctions des façades, typologies des façades (façades porteuses lourdes et légères, façades non porteuses lourdes et légères), relation structure/isolation thermique
Deux visites de chantier seront effectuées (à définir) 1) chantier acier 2) chantier logements collectifs
Cours n1/2
- L’acier (et autres métaux aluminium, zinc, cuivre) caractéristiques physiques (densité, coefficient de dilatation thermique, conductivité thermique, température de fusion …) : caractéristiques mécaniques (contrainte limite d’élasticité, module d’élasticité, contrainte de rupture, allongement à la rupture, fragilité …) ; essai de traction (résistance), essai de flexion par choc (résilience) ; résistance de l’acier (nuances d’acier), allongement a la rupture, rupture fragile de l’acier ; unités de mesure des contraintes
- le béton (rappel) masse volumique, dilatation thermique, résistance du béton, désignation du béton, déformation sous charges
- le bois (rappel) dilatation thermique, classification botanique, masse volumique, déformations sous charges, contrainte de rupture en compression axiale, contrainte admissible en traction axiale
- le verre : caractéristiques physiques, écarts de températures admissibles, déformations sous charges, résistance à la rupture, fragilité
- les plastiques (le polycarbonate, le pvc, le plexiglas, le polyester, le nylon, le polystyrène …)
Tableau comparatif des caractéristiques mécaniques des matériaux
Section II Structures acier
Cours n3 Concevoir et construire en acier : le matériau acier
Familles, additions, étapes de fabrication, production, formes et classification des produits, chantier acier, déchets
Cours n4/5 Concevoir et construire en acier
Lexique, liaisons/assemblages, poteaux, points porteurs, choix de la trame, types de poutres, planchers
Cours n6 Concevoir et construire en acier
Systèmes d’ossatures : cadres à poutres continues, cadres à poteaux continus, cadres spatiaux (pour chaque systèmes les typologies de planchers adaptées seront étudiées)
Section III Structures maçonnées
Cours n7/8 Technologie des murs et voiles
Murs maçonnes, blocs courants, disposition constructives minimales : fractionnement des murs, chaînages, protection des murs en soubassement
Cours n9 Structures verticales
Typologies de murs maçonnés : murs à une seule paroi (murs simples, murs composites) murs à double paroi (mur double, mur avec cloison de doublage), propriétés mécanique des maçonneries, stabilité mécanique des maçonneries, efforts sollicitant les parois, murs de façade, classement des murs (type I, II, III, IV), murs de remplissage
Section IV Ambiances
Cours n10 Stratégies thermiques et principes de conception pour l’espace habité
Modes de transfert de la chaleur (application à l’habitat), principe de l’inertie par absorption, stratégies du chaud (pour l’hiver), stratégies du froid (pour l’été), application à la serre, répartition des pièces, étude critique d’un projet (stratégies du froid et du chaud)
Cours n11
Confort thermique, isolation, résistance thermique d’une paroi (exemples courants), inertie thermique, ponts thermiques, étanchéité à l’air
Cours n12
Fonctions et performances de l’enveloppe, fonctions des façades, typologies des façades (façades porteuses lourdes et légères, façades non porteuses lourdes et légères), relation structure/isolation thermique
Deux visites de chantier seront effectuées (à définir) 1) chantier acier 2) chantier logements collectifs
Mode d'évaluation
examen sur table, corrections lors des jurys de projet
Heures
Cours magistraux : 24.00
Travaux dirigés : 0.00
Crédit ECTS
0.00
Coefficients
34.00
A422 : TD SYSTÈMES CONSTRUCTIFS
Responsables : Jean-Christophe LaurentBernarth GodbilleSébastien MutebaAly Abdelmagid
Objectifs
Capacité de conception, de dimensionnement et d'utilisation : Murs non armés, stabilité, formes, appareils, fondations, arcs et linteaux appareillés, poutres muraillères bois traditionnel, bâtisse à murs porteurs, gouttereaux, pignons, stabilisation par refends ou blocs, charpente de couverture à ferme latine, entrait, arbalétrier, pannes, chevrons, plancher, poutres, solives, chevêtres, porte à faux. Constitution d'ensembles : Bâtisse à refends, avec plancher et charpente courante, dispositions assurant la conduite des charges, dispositions assurant la stabilité, percements en murs.
Contenu
Equilibres généraux de la construction et forces en présence, descentes de charges et réactions d'appuis; Matériaux de construction : caractéristiques et performances; Contraintes et résistances ; ordres de grandeurs; Bâtisse maçonnée : généralités morphologiques, infrastructures et superstructures ; Parois verticales : murs, piliers, colonnes ; dispositions (charges et stabilité), dimensionnements; Résistance de forme. Règles concernant les appareils constituants; Organisation des percements. arcs, formes appareils, dimensions, poussées et conséquences sur la stabilité, arcades, arcatures. Linteaux, matériaux, dimensions. Superpositions de baies, conduite des charges et poussées, trumeaux, travées, motifs d'angles, chaînes; Charpentes simples :planchers, escaliers. ossatures de combles; Ensembles : murs percés et colonnes, planchers et charpentes de couvertures; Archétypes architecturaux (des formes vernaculaires aux bâtiments plus monumentaux).
Heures
Cours magistraux : 0.00
Travaux dirigés : 0.00
Crédit ECTS
0.00
Coefficients
33.00
A423 : ART DE BÂTIR 3
Responsables : Jean-Christophe Laurent
Objectifs
Comprendre les causalités scientifiques du fonctionnement interne des systèmes et des matériaux, analyser et concevoir qualitativement et quantitativement les ouvrages de gros œuvre.
Contenu
La contrainte.
16 Effort normal : Traction/compression.
17 Contrainte admissible et de rupture.
18 Calcul des hauteurs maximums de colonne par matériaux.
La déformation.
1 Loi de hooke.
2 Les propriétés physiques des matériaux.
La flexion.
1 Les poutres, définition.
2 Caractéristiques géométriques des sections droites et résistance.
3 Les cas de charge.
4 Le moment fléchissant et l’effort tranchant.
Détermination des contraintes, flexion simple.
1 Contrainte de flexion.
2 Contrainte de cisaillement.
3 Déformation à la flexion.
4 Détermination des capacités portantes.
Détermination des contraintes, flexion composée.
5 Le flambage.
6 Contrainte critique d’Euler.
7 Détermination des capacités portantes.
Les structures spatiales.
1 La voûte catalane.
2 Les coques fines à un sens de courbure.
3 Les coques fines à deux sens de courbure.
Les structures tendues.
1 Les structures de mats et de haubans.
2 Les ponts suspendu et haubanés.
3 Le principe de la continuité de tension.
Conception de structure.
1 Définition des besoins.
2 Adéquation structure espace.
3 Optimisation de la matière et économie de moyen.
4 Expression constructive et le faux semblant.
Mécanique des sols.
1 Notion de géologie, classification des roches.
2 Notion de sol, reconnaissance.
3 Notion de sol, classification et propriétés.
4 Notion de sol, capacité portante.
5 Notion de sol, calcul des poussées.
16 Effort normal : Traction/compression.
17 Contrainte admissible et de rupture.
18 Calcul des hauteurs maximums de colonne par matériaux.
La déformation.
1 Loi de hooke.
2 Les propriétés physiques des matériaux.
La flexion.
1 Les poutres, définition.
2 Caractéristiques géométriques des sections droites et résistance.
3 Les cas de charge.
4 Le moment fléchissant et l’effort tranchant.
Détermination des contraintes, flexion simple.
1 Contrainte de flexion.
2 Contrainte de cisaillement.
3 Déformation à la flexion.
4 Détermination des capacités portantes.
Détermination des contraintes, flexion composée.
5 Le flambage.
6 Contrainte critique d’Euler.
7 Détermination des capacités portantes.
Les structures spatiales.
1 La voûte catalane.
2 Les coques fines à un sens de courbure.
3 Les coques fines à deux sens de courbure.
Les structures tendues.
1 Les structures de mats et de haubans.
2 Les ponts suspendu et haubanés.
3 Le principe de la continuité de tension.
Conception de structure.
1 Définition des besoins.
2 Adéquation structure espace.
3 Optimisation de la matière et économie de moyen.
4 Expression constructive et le faux semblant.
Mécanique des sols.
1 Notion de géologie, classification des roches.
2 Notion de sol, reconnaissance.
3 Notion de sol, classification et propriétés.
4 Notion de sol, capacité portante.
5 Notion de sol, calcul des poussées.
Mode d'évaluation
travaux dirigés en échelle 1 et examens partiels
Travaux requis
Le même que pour le semestre 3, complété par une bonne compréhension du programme de ce dernier.
Heures
Cours magistraux : 24.00
Travaux dirigés : 0.00
Crédit ECTS
0.00
Coefficients
33.00