Alan Jalil — Spécialiste Structures — alan.jalil@estp.fr
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Ouvrages spécifiques — cinq situations d'expertise structure

Cette section regroupe les sujets que rencontre l'ingénieur travaillant sur des ouvrages complexes : fondations de machines vibrantes, pathologies béton (retrait, fissuration) et structures métalliques sous incendie, chargements exceptionnels (souffle, impact). Chaque module résout une situation réaliste rencontrée en mission et fournit le verdict opérationnel selon les référentiels normatifs établis (Eurocodes, USACE, ISO, DIN, ACI). Les sujets vent et aéroélasticité ont été regroupés dans la thématique dédiée Vent (cheminée VIV, gratte-ciel, galop, flutter, interférence, GCpi, Kaimal/Davenport, vent vs séisme).

Carte des situations — cliquer pour aller au module :
 [ 1. Machine vibrante ]  [ 2. Retrait béton ]  [ 3. Incendie acier ]  [ 4. Souffle explosion ]  [ 5. Impact mécanique ]
Partie I — Sols et fondations dynamiques
Module 1
Fondation de machine vibrante — tuning haute/basse fréquence
Situation : Compresseur 5 t à 25 Hz sur sol classe C (Vs = 200 m/s). Faut-il un bloc lourd (basse fréquence) ou un bloc léger (haute fréquence) pour isoler les vibrations vers la dalle de production ?
Impédances de Lysmer-Richart, calcul de la transmissibilité T(r). Animation du bloc-fondation + machine. Zone interdite 0,5 < r < 2 mise en évidence. Classe ISO 10816.
Piège : dimensionner par calcul statique seul. En zone de résonance, T peut atteindre 5-10 — la machine détruit son support en quelques semaines.
Paramètres : mmachine, a, b, h bloc, Vs, f, F0
Sorties : fn, T, U0, Ftransmis, ISO 10816
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Partie II — Pathologies du béton et thermique
Module 2
Retrait empêché et fissuration du béton
Situation : Radier 30 × 20 m, h = 60 cm, coulé en une seule passe sur sol frottant. Fissures apparues à t = 20 jours. Sont-elles dues au retrait empêché ou à autre chose ?
Course σinduit(t) vs fctm(t) sur 1 an. Paramètres EC2 §3.1.4 (retrait dessiccation + endogène, fluage Trost-Bažant). Identification du temps de fissuration.
Piège : fenêtre critique 7-90 jours. La cure prolongée (RH élevée 7 jours) divise par 2 la probabilité de fissuration. Première cause de pathologie sur radiers et voiles BA.
Paramètres : fck, RH, h0, R, ts, φfluage
Sorties : εcs(t), σind(t), fctm(t), tfissure
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Module 3
Incendie sur structure acier — R30/R60/R90/R120
Situation : Poutre HEA 300 (Am/V = 220 m⁻¹) en plancher de bureau ERP 4. Doit être R60 minimum. Sans protection, le temps de ruine est-il atteint ?
Calcul de Tacier(t) selon EC3-1-2 §4.2.5, courbe ISO 834 ou hydrocarbure. Réduction fy(T) et E(T). Température critique θcr selon taux de chargement μfi.
Piège : acier non protégé atteint 500°C en 15 min, ruine < R30. La protection peinture intumescente (1500 W/m²·K) ajoute 30-60 min ; laine de roche 30 mm ajoute 90 min.
Paramètres : Am/V, protection, μfi, courbe feu, t
Sorties : Tacier(t), ky, kE, truine, classement R
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Partie III — Chargements exceptionnels et accidentels
Module 4
Charge de souffle — Friedlander et diagramme P-I
Situation : Site SEVESO seuil haut, voile périphérique d'un local de commande. Scénario d'explosion gaz : Ps = 50 kPa, td = 15 ms. La structure existante (Tn = 30 ms) tient-elle ?
Onde de Friedlander, réponse temporelle d'un SDOF élastique, diagramme P-I avec hyperboles isodégât (léger / modéré / effondrement) selon USACE PDC-TR-06-08. Classification du régime.
Piège : appliquer une charge statique équivalente sans distinguer le régime. L'erreur peut atteindre un facteur 5 sur la réponse selon td/Tn.
Paramètres : Ps, td, α, Tn, ξ
Sorties : Is, y(t), DLF, régime, position P-I
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Module 5
Impact mécanique — énergie cinétique et ductilité
Situation : Poteau BA en parking, V = 1500 kg à 15 m/s (= 54 km/h). EC1-1-7 suggère F = 50 kN frontal. Mais le poteau peut-il vraiment absorber les 168 kJ d'énergie cinétique ?
Bilan d'énergie sur SDOF bilinéaire élasto-plastique parfait. Calcul de la ductilité demandée μ = umax/uy et comparaison à la capacité μu. 5 scénarios types pré-renseignés.
Piège : EC1-1-7 Table 4.1 donne une force statique forfaitaire qui suppose une ductilité disponible. Sur un poteau BA peu armé (μu = 2), la force statique de 50 kN est insuffisante.
Paramètres : m, v, k, Fy, μu, scénario
Sorties : Ek, umax, Fmax, μ demandée, marge
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Articulations transversales

Liens internes à cette thématique — le module 1 (machine vibrante) repose sur la base modale SDOF avec amortissement de rayonnement de sol. Les modules 4 (souffle) et 5 (impact) traitent tous deux d'une impulsion brève avec bilan énergétique, mais selon deux formalismes différents (P-I diagram pour le souffle, F-u bilinéaire pour l'impact). Le module 3 (incendie) introduit un couplage thermo-mécanique unique dans la série. Le module 2 (retrait) traite des pathologies long-terme par effets viscoplastiques.

Liens avec les autres thématiques — le module 1 (machine vibrante) mobilise les impédances dynamiques de fondation du module 3 de la thématique ISS (Lysmer-Richart simplifiées). Le module 2 (retrait) complète le module 3 de RDM avancée (effet d'échelle Bažant) sur le terrain de la résistance réelle du béton. Le module 4 (souffle) prolonge le module 6 de la mécanique vibratoire (transitoire Q) sur le terrain du chargement bref. Pour les actions aérodynamiques (vent, vortex shedding, galop, flutter, interférence, pression interne, vent vs séisme) : voir la thématique Vent.

Références opérationnelles — EC1-1-7 (actions accidentelles, impacts), EC1-1-2 et EC3-1-2 / EC2-1-2 (incendie), EC2 §3.1.4 et §6.4 (retrait, poinçonnement), ISO 10816 (vibrations machines), DIN 4024 et ACI 351.3R (fondations dynamiques), Lysmer-Richart (1970), Friedlander (1946, souffle), USACE PDC-TR-06-08 et UFC 3-340-02 (DoD blast design).

Sujets non couverts — ouvrages enterrés (parois moulées, tunnels), durabilité carbonatation/corrosion, fatigue métallique haute fréquence (Wöhler, Miner), couplage thermique des assemblages soudés. Sujets ouverts pour développement ultérieur.