Effets du vent et essais de
soufflerie
Etude confiée à Mr Calatrava
1.Norme sur les effets du vent
Belgique :
Norme NBN B 03-002
Eurocodes :
NBN ENV 1991-2-4
- S’applique à toute construction- Schématisation en vue du calcul
><
- Schématisation en vue du calcul- Contient 2 parties : statique et dynamique
Permet le calcul des effets du vent sur les diverses parois d'une construction et
des effets d'ensemble du vent en général.
Contient compléments nécessaires à la 1ère partiepour prendre en compte les divers effets dynamiques que le vent est susceptible de produire sur les constructions flexibles.
P stat. équ. = ½ .Cd .Cp.r.V²
Equation de pression statiquement équivalente
1.Norme sur les effets du vent
Hypothèses :
- Cd = coefficient dynamique
1 + 7.Iv. B + R + dA
1 + 7.IvCd =
• Iv = 0.21 rugosité de classe III.• B = 0.43 facteur de corrélation spatiale.• R = 1.43 facteur d’influence d’oscillations.• dA = 0.03 facteur d’amortissement aérodynamique.
Avec :
= 1.23
1.Norme sur les effets du vent
- r = masse volumique
- Cp = coefficient de pression
1)
Le coefficient varie selon les modes symétriques et dissymétriques, et aussi selon pressions ou dépressions.
1.Norme sur les effets du vent
2)
V = Vmoy = 25.4 m/s
Vitesse moyenne observée à une certaine hauteur au-dessus de l’emplacement de la gare pendant un certain temps, comprenant l’écart type maximum.
-V = vitesse
1.Norme sur les effets du vent
Grâce à la norme :
DIMENSIONNEMENTDE
LA STRUCTURE
2.Essais de soufflerie
Une soufflerie est une installation servant à simuler les conditions aérodynamiques soit d’un déplacement d’objet dans de l’air,
soit d’un objet fixe par rapport à un flux d’air. On y effectue des mesures très précises, ce qui est souvent impossible dans les
conditions réelles de déplacement.
Il existe différents types de souffleries :
• Soufflerie à veine ouverte. Par exemple la soufflerie de Gustave Eiffel construite en 1912 à Auteuil, qui est toujours en exploitation.
• Soufflerie à retour (comme la soufflerie S1MA de l'Onera à Modane (Savoie).)
• Soufflerie pressurisée.
• Soufflerie cryogénique.
• Soufflerie à rafale.
• Soufflerie à arc.
Les souffleries varient aussi par leurs capacités et
leurs puissances.
Procédure suivie (inspirée du stade de France) :
1. Validation de la méthode avec analyse pas à pas.
2. Pour chaque direction, tous les 30°, calcul de 2 events.
3. Détermination de 3 directions « défavorables ».
4. Calcul de 30 events pour ces 3 directions.
5. Analyse statistique des résultats de ces 30 events.
2.Essais de soufflerie
12 directions, pendant 10 minutes
5. Analyse statistique des résultats de ces 30 events.
6. Valeur caractéristique.
Effet max ; Effet max,moyen ; Ecarts types s effet,max
Effet max,caractéristique = Effet max,moyen + s effet,max
Essais sous une direction déterminée
2 maquettes
2.Essais de soufflerie
Echelle : 1/750 Diamètre représenté : 1875m
2.Essais de soufflerie
Echelle : 1/200
Diamètre représenté : 500m
Elément déterminant : la colline de Cointe
2.Essais de soufflerie
Disposée le long de la voie de chemin de fer selon un axe Nord-Sud.
N
S
O
�Pas de vent d’Ouest
�Changements de direction des vents d’Est
S
E
Possibilités d’effets indésirables et contraignants sur la toiture !!!
Tunnel à 6 ventilateurs :
1. Grande maquette
-Essais selon les 12 directions.
-Simulations de rafales et vents forts (195 km/h).
-Enregistrement des conditions.
2.Essais de soufflerie
-Enregistrement des conditions.
-Enregistrement des pressions grâce aux capteurs.
Détermination de la réaction globale au vent.
2.Essais de soufflerie
Tunnel à 6 ventilateurs :
2. Petite maquette
-Mise en condition idem que 1.-Meilleure précision
d’enregistrement des pressions par les capteurs.
-Détermination du -Détermination du comportement dynamique de la toiture.
-Détermination du niveau de confort des usagers dans les lieux stratégiques (hall, quais, passerelles).
Examen réussi car bon dimensionnement de l’architecte et pas de niveau d’inconfort pour les usagers.
