Structures porteuses du bâtiment

Introduction

Les structures porteuses sont le squelette du bâtiment : elles transmettent charges verticales, horizontales (vent, séisme) et efforts d'exploitation aux fondations. Choix guidé par la portée, la hauteur, l'usage et l'ambition environnementale.

Systèmes constructifs

1. Ossature poteaux-poutres

• Charges concentrées sur poteaux, planchers portés par poutres principales et secondaires.
• Grande liberté d'aménagement (cloisonnement libre).
• Béton armé, acier, bois lamellé-collé ou LVL.

2. Murs porteurs

• Charges linéiques réparties le long des murs.
• Maçonnerie (parpaings 20 cm, briques monomur), béton banché, murs à ossature bois (MOB), murs préfabriqués béton (MPB).
• Aménagement moins libre, ouvertures limitées.

3. Voiles et refends

• Voiles béton armé ≥ 16 cm : contreventement vertical.
• Refends transversaux dans un immeuble : reprise des efforts horizontaux.

4. Structures spatiales et treillis

• Poutres treillis (acier, bois) pour grandes portées : gymnases, gares.
• Coques (voiles minces), résilles (Foster), structures tendues (Freyssinet).

Contreventement

Reprise des efforts horizontaux (vent, séisme) :

• Portiques rigides : nœuds encastrés (acier, béton).
• Croix de Saint-André / diagonales.
• Voiles béton armé.
• Noyau central en immeuble de grande hauteur (IGH) : cages d'escalier et d'ascenseurs.

Matériaux et normes

Matériau	Norme	Résistance caractéristique
Béton C25/30	EC2, NF EN 206	$f_{ck} = 25\ \text{MPa}$
Acier S235 / S355	EC3, NF EN 10025	$R_e = 235 / 355\ \text{MPa}$
Bois C24	EC5, NF EN 338	$f_{m,k} = 24\ \text{MPa}$
Lamellé-collé GL24h	EC5	$f_{m,k} = 24\ \text{MPa}$
Maçonnerie de bloc B40	EC6	$f_k \approx 3\ \text{MPa}$

Planchers

• Dalle pleine BA (16-25 cm).
• Dalles alvéolées préfabriquées (grandes portées, 6-15 m).
• Planchers mixtes acier-béton avec connecteurs.
• Planchers bois CLT (Cross Laminated Timber) : jusqu'à 10 étages en R+9 bois.

Charpente et toiture

• Fermettes industrielles en maison individuelle.
• Charpente traditionnelle (fermes, pannes, chevrons).
• Structures métalliques (portiques, IPE + IPN).
• Panneaux CLT pour toits plats accessibles.

Sismique (EC8, NF EN 1998)

• 5 zones sismiques (1 à 5) : la moitié de la France en zone 2, Antilles en zone 5.
• Catégories d'importance I à IV (établissements sensibles = IV).
• Solutions : régularité en plan, chaînage, contreventement redondant, dissipateurs.

Cas pratique

Immeuble R+5 logements :

• 4 premiers niveaux : voiles béton armé de 18 cm + planchers alvéolés.
• Contreventement par voiles pignons et cage d'ascenseur.
• Fondations : radier de 40 cm car sous-sol médiocre.
• Compatible zone sismique 3 avec chaînages horizontaux et verticaux, ferraillage renforcé.