Alan Jalil — Directeur technique Structures Arcadis & Enseignant et animateur de formation continue —
alan.jalil@estp.fr
Alan Jalil — Spécialiste Structures (Mécanique des structures, Dynamique des structures)
Notes pédagogiques interactives, fiches techniques et outils de calcul à destination des étudiants et des ingénieurs praticiens.
Présentation
Cette page rassemble une sélection d'applications interactives couvrant la dynamique des structures, le génie parasismique, la mécanique des structures et l'interaction sol-structure (ISS).
Chaque module est une page autonome combinant un schéma animé ou un graphique paramétrable, et un retour d'expérience d'ingénierie.
L'objectif est de visualiser les mécanismes physiques derrière les formules, sans masquer les hypothèses simplificatrices.
Outils de calcul orientés production pour le bureau d'études : du socle mécanique (RDM) aux actions (vent, dynamique d'avant-projet) et aux vérifications par matériau (béton EC2, acier EC3, bois EC5, mixte EC4), fondations & soutènements EC7 et évaluation de l'existant EC8-3. Chaque section repose sur un moteur de calcul partagé et un verdict feu tricolore.
Outils BE — RDM (mécanique des structures)
Le socle mécanique en amont des Eurocodes, indépendant du matériau :
propriétés de section, contraintes, efforts internes (poutres, portiques,
treillis par méthode de rigidité 2D), déformations et stabilité.
Produit les M, V, N, σ, τ, flèche, N_cr que consomment l'EC2/EC3/EC5. 12 modules opérationnels.
• Caractéristiques de section (A, I, W)• Contraintes (flexion composée, Jourawski)• Poutre iso / continue• Portique & treillis• Flèches & flambement d'Euler• Cercle de Mohr & torsion
L'atelier de modélisation interactive : modèle construit à la souris
(ou tableaux, ou texte), résolu dans le navigateur par éléments finis.
Éléments filaires (poteaux/poutres), membrane (voiles) et plaque
(dalles) — dont grillage poutre-plaque. Statique (N, V, M, déformée,
contraintes, flèches de plaque) et modale (modes animés). Pendant « modélisation
libre » du socle RDM.
Détermination des actions du vent selon l'Eurocode 1, partie 1-4
(NF EN 1991-1-4) et son Annexe Nationale française. Du climat à l'effort :
de la pression de pointe q_p(z) (régions, terrain, turbulence) aux pressions sur l'enveloppe
(c_pe, c_pi) et aux forces globales F_w = c_scd·c_f·q_p·A_ref. 13 modules opérationnels.
Fondations (superficielles & profondes), soutènements et géotechnique selon
l'Eurocode 7 (NF EN 1997-1) et NF P 94-261/262 (pressiométrique Ménard) :
poussées, portance, tassement et dimensionnement (semelles, murs, pieux), ELU GEO Approche 2.
15 modules.
Vérification du béton armé selon NF EN 1992-1-1 + Annexe Nationale
française (α_cc = 1,0) et NF EN 206/CN, organisée par descente de charges :
matériaux → dalles → poutres → poteaux → voile → chaînages, escalier.
18 utilitaires.Fondations & soutènements : section dédiée.
Douze utilitaires de vérification EN 1993 : catalogue de profilés intégré
+ moteur EC3, avec taux de travail η = E_d/R_d et verdict feu tricolore — sections, barres,
éléments et assemblages. 12 utilitaires.
• Classification de section• Traction / compression-flambement• Flexion + V + flèche• Déversement• Poteau-poutre N+M• Assemblages (boulonné, soudé, pied)
Vérification de la charpente bois selon l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1 + Annexe Nationale
française) : f_d = k_mod·f_k/γ_M (durée de charge, humidité). Barres,
éléments (solive, lamellé-collé, CLT), assemblages, tenue au feu et mixte
bois-béton. 22 modules.
Vérification des structures mixtes acier-béton selon l'Eurocode 4
(NF EN 1994-1-1 + Annexe Nationale française) : poutres mixtes, dalles à bac collaborant,
poteaux mixtes et tenue au feu — l'acier en traction, le béton en compression, la connexion par
goujons. 12 modules.
• Matériaux & équivalence n• Largeur efficace b_eff• Moment plastique & connexion• Tranchant & flèches (fluage)• Dalle mixte (flexion, cisaillement)• Poteau N-M & tenue au feu
Outils BE — Évaluation & renforcement de l'existant
Diagnostic, évaluation et renforcement du bâti existant selon l'Eurocode 8-3
(NF EN 1998-3, avec EN 1992 / EN 1996) : du niveau de connaissance à la capacité (gravitaire, sismique),
de la maçonnerie ancienne au renforcement et à la stratégie d'intervention. 12 modules.
• Niveau de connaissance & CF• Matériaux existants (carottes)• Capacité gravitaire & sismique• Rotation de corde / tranchant cyclique• Pushover N2 & maçonnerie ancienne• Renforcement & stratégie
L'ingénierie de l'incertitude — recalculer l'existant (hors sismique)
Le pendant non-sismique de l'évaluation de l'existant : réduire l'incertitude par
l'information (mesures, essais, bon comportement avéré) pour mobiliser la résistance réelle à
fiabilité cible constante (NF EN 1990 2ᵉ génération, ISO 13822, fib Model Code 2020). Audit &
expertise : fiabilité FORM/Monte-Carlo, mise à jour bayésienne, réserves cachées, essai de chargement,
décision technico-économique. Sans EN 1998-3 ; 10 modules.
• Paradigme β / incertitude• Niveaux ISO 13822• MAJ bayésienne matériaux• Réserves cachées (membrane/arc)• Fiabilité FORM / Monte-Carlo• Essai de chargement & décision
Suite de calcul d'interaction sol-structure (pieux & fondations) dans l'esprit des logiciels
géotechniques de BE : pieux sur ressorts non-linéaires (p-y, t-z) isolés et en groupe,
impédances de fondation, interactions cinématique et inertielle, écrans de
soutènement, et effets sismiques du sol (réponse de site, liquéfaction, Newmark, rocking). 19 outils.
• Réponse du sol (G/G₀, SITE1D)• Pieu latéral p-y M-φ (PYLAT)• Pieux axiaux / groupes (PYAXE, PYGRP…)• Impédances & ISS inertielle (IMPED/STRAT/SSIINE)• Écran, cinématique, Newmark, liquéfaction• Vérification de section EC2/EC3 (SECVER)
Six modules construits autour des résultats contre-intuitifs et des pièges récurrents en revue :
battements de deux oscillateurs couplés, trois lois d'amortissement, amortissement de Rayleigh et son piège,
résonance paramétrique de Mathieu, anti-résonance de Frahm, durée du transitoire et facteur Q.
Cinq modules autour des pièges récurrents en revue : Floor Response Spectrum vs méthode statique EC8 §4.3.5.2
pour les équipements, durée du séisme et indice de Park-Ang, Capacity Spectrum Method (Freeman / ATC-40),
comparaison contre-intuitive bâtiment léger sur sol mou vs lourd sur rocher,
et réservoirs à liquide sous séisme par décomposition de Housner (impulsif + convectif, sloshing).
Quinze modules interactifs couvrant l'intégralité du processus d'ingénierie d'une surélévation,
du cadre juridique et de la sécurité incendie au détail constructif : juridique
(urbanisme, copropriété, mitoyenneté), sécurité incendie (familles, IT 249, IGH, REI), typologies bâti
existant (haussmannien à industriel), 8 exemples emblématiques (Maison du Peuple, HoHo Wien, Hyperion...),
8 configurations de surélévation, relevés 3D (scan laser, drone, BIM), aléas et imprécisions
des essais (KL1/KL2/KL3 EC8), diagnostic préalable, fondations et reprise en sous-œuvre,
poteaux existants et renforcement, analyse modale, effets P-Δ, recalcul vent EC1 +
séisme EC8, interface, et configuration TMD.
Trois modules sur les sujets « où les seniors pensent savoir » : distinction flambement /
déversement / voilement, charge critique d'Euler vs Engesser-Shanley dans le domaine plastique,
et effet d'échelle de Bažant qui explique pourquoi une poutre 10× plus grande n'a pas
10× plus de résistance par mm².
Huit modules sur les actions du vent : théorie de la turbulence atmosphérique
(spectre Kaimal/Davenport, facteur de pointe gp, cscd),
vortex shedding sur cheminées (Scruton, lock-in), confort vibratoire des gratte-ciels (ISO 10137),
instabilités auto-excitées (galop Den Hartog, flutter Scanlan/Selberg type Tacoma),
effet d'interférence entre tours voisines (Vickery / Bailey-Kwok), pression interne pulsatoire
des bâtiments à grande ouverture (GCpi, Helmholtz), et l'arbitrage vent vs séisme en avant-projet.
Cinq situations rencontrées sur ouvrages complexes : fondations de machines vibrantes (Lysmer-Richart),
pathologies du retrait béton (EC2 §3.1.4), incendie et capacité résiduelle acier (EC3-1-2),
charge de souffle (Friedlander, USACE), impact mécanique (énergie + ductilité).
Les sujets vent ont été regroupés dans la thématique Vent.
Cinq modules sur les phénomènes de dynamique très rapide (ms-s) avec
forte mobilisation de la ductilité : explosion externe (Friedlander, scaling
Hopkinson-Cranz, abaques TM 5-1300 / UFC 3-340-02) ; choc et impact mécanique (SDOF
Biggs, EC1-1-7) ; impact d'aéronef par méthode Riera (Cessna, F-4, B707,
A320, B747 ; essais Meppen ; NEI 07-13) ; chute de charge (colis nucléaire TN/CASTOR,
essais AIEA SSR-6 9 m, chute de levage chantier INRS) ; méthode simplifiée (SDOF
K_LM Biggs + diagramme P-I + iso-ductilités). Références AFCEN, CEA, IRSN, US DoD UFC.
Dix-sept études de cas en quatre blocs — aléas climatiques (Mayotte, Tempête Alex, Le Teil), vieillissement et corrosion (Pont Morandi, Champlain Towers), conception et robustesse (Hyatt Regency, Ronan Point, Rana Plaza, parking aux Antilles), évènements accidentels (AZF, Notre-Dame, Malpasset, Grenfell) — chaque sinistre étant assorti d'une animation interactive.
REX — Sinistres documentés (17 études de cas)
Bloc 1 — Climat & aléas naturels : Mayotte Chido 2024 · Grenfell 2017 · Tempête Alex
2020 · Effondrements urbains Aubagne/Rousselle · Fontis miniers Lorraine · Démolition
ANRU · Séisme du Teil 2019 · Grenfell vs Torre dei Moro. Bloc 2 — Vieillissement & corrosion : Pont Morandi 2018 · Champlain Towers 2021. Bloc 3 — Conception & robustesse : Hyatt Regency 1981 · Ronan Point 1968 ·
Rana Plaza 2013 · Parking aux Antilles (retrait + gradient thermique). Bloc 4 — Évènements accidentels : AZF Toulouse 2001 · Notre-Dame de Paris 2019 ·
Barrage de Malpasset 1959.
• Mayotte Chido• Grenfell• Tempête Alex• Aubagne/Rousselle• Fontis• ANRU• Le Teil• Torre dei Moro• Pont Morandi• Champlain Towers• Hyatt Regency• Ronan Point• AZF Toulouse• Notre-Dame• Rana Plaza• Malpasset• Parking Antilles
Calcul Thermo-mécanique — Structures sous feu (OpenSees vs SAFIR vs CIM'feu)
Quatre études de calcul thermo-mécanique : validation matérielle d'OpenSees for fire face aux logiciels normatifs SAFIR (acier EN 1993-1-2) et CIM'feu (béton EN 1992-1-2), puis trois études de cas concrètes où la méthode tabulée est insuffisante (poteau BA double hauteur, dalle d'hôpital R120, poutre de transfert sous feu hydrocarbure).
Calcul Thermo-mécanique — Structures sous feu
Quatre études de calcul transitoire thermo-mécanique avec OpenSees for fire,
confrontées aux logiciels normatifs SAFIR (acier EN 1993-1-2) et CIM'feu EC2
(béton EN 1992-1-2). Bloc A — Validation : confrontation matérielle k_y(θ),
k_c(θ), θ_cr(μ_0). Bloc B — Études de cas : poteau BA double hauteur
(flambement au feu, l0,fi = 6 m, gouverné par instabilité non capturée par
tabulé) ; dalle hôpital R120 (effet de membrane, transfert d'effort par catenary) ;
Résidence Hosta — poutre de transfert sur périphérique (feu HC 2 h + variante
HCM 1300 °C avec écaillage). Référentiel EN 1991/1992/1993-1-2, NF EN 1363, fib Bulletin 38/46.
Vingt animations pédagogiques en 4 blocs : rappels et conventions (coupures, N V M),
systèmes hyperstatiques (3 portiques, méthode des forces), arcs et voûtes
(funiculaire, ligne des pressions, bowstring, voûtes 3D) avec cinq cas concrets : Pont du Gard +
Exchange House SOM, Salginatobel (Maillart), cathédrale gothique, Garabit (Eiffel),
voiles minces (Torroja). Six cas pratiques bâtiments : portique IGH sous vent, plancher mixte,
ouverture mur porteur, surélévation, contreventement voiles, poutre-voile. Plus les treillis isostatiques.
• Rappels N V M• 3 portiques• Méthode des forces• Funiculaire• Ligne des pressions• Bowstring• Voûtes 3D• Pont du Gard + SOM• Salginatobel• Cathédrale gothique• Garabit Eiffel• Voiles Torroja• Portique vent• Plancher mixte• Ouverture mur porteur• Surélévation• Contreventement voiles• Poutre-voile• Treillis nœuds• Treillis Ritter
Six animations pédagogiques en 3 blocs. Bloc A — Conception des planchers
(1 animation) : effet diaphragme (transmission des efforts horizontaux aux contreventements,
EC8 §4.3.6 et §5.10).
Bloc B — Contreventement (4 animations) : typologie 5 systèmes, effort sismique global EC8
(méthode statique équivalente), distribution verticale (méthode triangulaire),
torsion en plan (C_M vs C_R).
Bloc C — Parasismique des bâtiments (1 animation) : analyse modale spectrale EC8 §4.3.3.3
(combinaisons SRSS, CQC, ABS).
Cinq animations pédagogiques sur la dégradation différée des ouvrages :
retrait empêché et fissuration du béton (EC2 §3.1.4), carbonatation et corrosion
des armatures (loi de Fick, modèle Tuutti, cas pont Morandi), RAG, DEF et gel-dégel,
RGA (60% des sinistres maison individuelle, loi ELAN 2018), et tassements différentiels
(critère EC7 β < 1/500, Tour de Pise).
STR — Lecturer
Cours : Mécanique vibratoire, RDM & Mécanique des structures,
Dynamique des structures, Pathologies et réparations des structures
Notes interactives — usage pédagogique