Du vent dans les bâtiments…

Olivier Flamand, Chef de projet Aérodynamique des Structures. Ingénieur direction Climatologie Aérodynamique Pollution Épuration du CSTB

Sonia Henry : Vous avez travaillé sur la canopée des Halles à Paris, et bien qu’inscrite dans la rugosité du bâti, certaines structures étaient très ouvertes aux vents. Quelles sont typiquement vos recommandations ?

Olivier Flamand : Il y avait en effet un risque d’intervention du vent entre les ventelles qui risquait de fragiliser le bâti. La sécurité incendie est aussi un de nos enjeux. La porosité des matériaux choisis assure un dégagement de la fumée. Lorsque que les ventelles sont séparées par le vide, c’est un peu l’effet d’être sous un arbre. Le bureau d’étude de structure travaille sur cette scénographie très en amont du projet.

SH : Est-ce que la végétation peut influer sur les efforts du aux vents ou cela reste t’il anecdotique ?

OF : Loin d’être anecdotique. Nous travaillons sur deux scenarios, l’un en hiver, l’autre en été. La végétation fait office de brise vent et ralenti les flux d’air. On travaille essentiellement sur des arbres persistants, à hautes tiges de plus de 3 mètres.

SH : On évoque souvent l’aérodynamisme mais plus rarement les structures aéroélastiques. Quelles sont leur spécificité ?

OF : A partir du moment où il y a un déplacement même infime d’une structure, on travaille sur son mouvement. Comme un élastique. Quand un objet se déforme dans le vent, il rentre en interaction avec lui : cela créé de nouvelles forces qui, à leur tour, créent de l'accélération. Pour être plus clair, une structure aéroélastique désigne tout ce qui bouge et vibre au vent. Cela peut être une tour, un pylône et évidemment, du fait de leur portance, un viaduc ou un pont…

SH : En parlant de pont et de leurs enjeux de sécurité, quelles sont les spécificités des maquettes aéroélastiques s’y référant ?

OF : D'abord, ce sont les plus compliquées à faire parce que justement, il faut reproduire en miniature la souplesse de la vraie structure - c'est-à-dire, réintégrer les forces et l'accélération dont je parlais à l'instant. Évidemment, ce sont les plus longues à créer et donc, les plus chères. Et si le client décide de ne pas payer pour mener les vérifications jusqu’au bout, nous ne pouvons agir. Le pont de l’île Roosski en Russie est le plus long pont à haubans du monde. Nous aimerions avoir des retours de leur expertise mais le bureau d’étude russe ne communique pas.

SH : Avec quels matériaux travaillez-vous ?

OF : On recherche d'abord des caractéristiques propres à la dynamique de la structure originale qui peuvent se marier avec des matériaux composites comme des résines ou des mousses ultra légères ; avec toutes sortes d'alliage : aluminium, acier, zinc, inox, plomb, etc. Mais surtout avec des masses volumiques similaires pour garder la réalité du terrain.

 

SH : Au CSTB, vous travaillez sur 4 machines particulières, appelées ‘ Soufflerie’.

OF : Dans une soufflerie atmosphérique, tout est en quelque sorte "comprimé". C'est une question de mise en proportionnalité. L'espace, ainsi que l'échelle des bâtiments, sont naturellement réduits et, par rapport à la réalité le vent souffle plus doucement et le temps y passe plus vite. Ainsi, pour les prises de mesure de la maquette du théâtre d'Orange, uniquement deux à trois minutes de test ont suffi, pour chaque angle de 10 degrés, à caractériser les effets de pression sur le "vrai" théâtre durant deux "vraies" heures de notre temps.

 

SH : Vous détenez aussi sur une machine unique au monde et vous offrez votre expertise au secteur automobile.

OF : Tout à fait. On l'a appelé la soufflerie "Jules Verne" mais on aurait pu l'appeler la soufflerie Éole ! Ici, en effet, la nature et les dieux se déchaînent : neige, givre, sable, vent jusqu'à 280 km/h, températures allant de -25 à + 55 C°, les hommes n'ont qu'à bien se tenir ! Mais il s'agit surtout de répondre à la demande croissante de certains industriels - notamment constructeurs automobiles et équipementiers : reproduire, tester et contrôler l'effet de n'importe quel climat du globe sur leurs produits. Aujourd'hui, le secteur de l'automobile représente à lui seul un quart du chiffre d'affaires de l'activité "soufflerie" du CSTB. On vérifie l'étanchéité des coffres de voiture ou l'efficacité des essuie-glaces ; on analyse (en ajoutant un révélateur coloré à l'eau), la résistance des vitres, des phares ou des rétroviseurs, au phénomène de salissures. Restent certaines applications, plus étonnantes encore. Les équipes de la soufflerie Jules Verne se souviendront longtemps de cette mannequin aux yeux bridés venue tester pour une marque de cosmétiques, un nouveau fond de teint destiné à l'Asie. On l'a enfermée dans cette soufflerie climatique en recréant la chaleur des tropiques… Il faisait 35 ° C et le taux d'humidité était de 90 % !

 

Remerciements au CSTB, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment