Solutions structurelles d’accès facilité à la mer

Structural solutions for easy access to the sea

• Auteur / Autrice : Issam Hrazmi
• Direction : Jérôme Quirant, Julien Averseng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, génie Civil et architecture
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique et de génie civil (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Abdelhamid Bouchaïr
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Quirant, Julien Averseng, Abdelhamid Bouchaïr, David Dureisseix, Abdelouahab Khelil, Bernard Maurin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Dureisseix, Abdelouahab Khelil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bains de mer

Accessibilité aux handicapés

Handicap

Structures de tenségrité

Mots clés libres

Tenségrité

Structure modulaire

Accessibilité

Autocontrainte

Conception

Assemblage

Tensegrity

Modular structure

Accessibility

Self-Stress

Conception

Assembly

Résumé

Malgré les progrès réalisés en France en termes d’accessibilité et d’inclusion des personnes à mobilité réduite et des séniors, les zones de baignade et la mer en particulier restent en grande partie inaccessibles en toute autonomie pour les personnes souffrant de handicaps. Cela est en partie dû à l’absence de solutions structurelles, amovibles et à faible impact environnemental pouvant s’adapter aux conditions de saisonnalité des usages, à la flexibilité liée aux pics de fréquentation ainsi qu’aux exigences de préservation du littoral, laissant ainsi un marché national et international pour l'instant quasiment inexploité.Ce travail de thèse concours au développement des aspects techniques du projet « La mer pour tous », né dans l’objectif de répondre à cette problématique sociétale en proposant des solutions légères, pliables et modulaires de plateformes permettant un accès à la mer pour tous. Les solutions envisagées sont à base de systèmes dits de tenségrité, des structures spatiales et réticulées, autocontraintes par un jeu d’équilibre de traction et compression dans leurs éléments.Les études menées portent dans un premier temps sur l’analyse mécanique, structurelle et cinématique, ainsi que l’optimisation des conditions d’appui au travers de simulations numériques. Deux solutions sont explorées, la première est une grille bidirectionnelle modulaire à double nappe dérivée du concept Tensarch, la deuxième est une structure monodirectionnelle avec un potentiel de courbure, nommée « Biquadruplex ».Dans l’optique d’une qualification expérimentale et de la réalisation de prototypes, une part importante du travail porte sur la conception des nœuds de la structure porteuse, ainsi que les interfaces du platelage et des appuis. Les fonctionnalités à assurer par les nœuds, notamment la concordance des efforts, la modularité et la maîtrise des mécanismes de pliage et déploiement sont autant de critères à prendre en compte. Des maquettes imprimées en 3D permettent de valider le design avant le passage à des prototypes à l’échelle 1.Enfin, les démonstrateurs ainsi réalisés font l’objet d’essais sous charge en laboratoire afin de confronter les résultats expérimentaux aux modèles numériques. Dans le milieu marin, des essais de déploiement et d’installation sont menés afin de tester le système d’implantation et d’appui à base de vis d’ancrage. Une stratégie d’implantation des appuis est proposée permettant de choisir et d’optimiser les nœuds d’appui pour une plateforme quelconque constituée par assemblage de modules élémentaires.

Despite the progress achieved in France in accessibility and inclusion of people with reduced mobility and the elderly, bathing areas still remain unreachable in complete autonomy for people with disabilities. This is partly due to the lack of structural solutions, removable and environmentally friendly solutions that can adapt to seasonal conditions of use, to the flexibility related to peak demands and to the requirements of coastal preservation, leaving a national and international market for the moment almost untapped.This thesis work contributes to the development of the technical aspects of the "The sea for all" project, born with the objective of responding to this societal issue by offering lightweight, foldable and modular platform solutions allowing access to the sea for everyone. The solutions developed are based on so-called tensegrity systems, spatial and reticulated structures, self-stressed by a game of balance of tension and compression in their elements.The studies carried out initially focus on mechanical, structural and kinematic analysis, as well as the optimization of support conditions through numerical simulations. Two solutions are explored, the first is a modular bidirectional double-layer grid derived from the “Tensarch” concept and the second is a mono-directional structure with a potential curvature, called “Biquadruplex”.To initiate the realization of prototypes and experimental tests, a significant part of the work relates to the design of the nodes of the supporting structure, as well as the interfaces of the deck plates and the supports. The functionality to be provided by the nodes, in particular the concordance of the efforts, the modularity and good controlling of the folding and deployment mechanisms are all criteria to be considered. 3D printed models allow improving the design before moving to scale 1 prototype.Finally, the demonstrators produced are subjected to laboratory loading tests to confront experimental results with numerical models. In the marine environment, deployment and installation trials are conducted to improve implantation and support system based on anchor screw. An implantation strategy is proposed to choose and optimize the support nodes for any platform made by assembly of elementary modules.