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Effets du vent et essais de soufflerie Etude confiée à Mr Calatrava

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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.