STRUCTURE 5 - CNST P411Conception structurale intégrée

Denis DelpireGil Honore

Pierre StoffelThomas Vilquin

Maxime HurtubiseStéphanie LapointeKristel RodaroInès Romain

Conception d’une table

Le client 5Le carton 7Contraintes du carton 9Le parti conceptuel 11Le parti structural 13

Premiers tests sur le carton 13La croix 15Test 1:1 17

Le PARTI technologique 19Le lamellé-collé 19Test de résistance du lamellé-collé 21Concept 22Technologie 22Structure 22

Symbiose entre les partis 23Le design de la table 25

Optimisation 25Dessin 27Ergonomie 31Emboîtement 33

Le montage 35Bibliographie 37

Table des matières

Le client

Dès le départ, nous avons pris le parti de concevoir notre table pour la bibliothèque d’architecture. En particulier la table qui présente les nouveaux livres chaque semaine. Celle ci est une simple table où les livres sont posés, très peu visibles et pas mis en valeur. C’est pour cela que nous avons décidé de concevoir notre table dans le but de répondre à cette fonction : présenter les livres de manière beaucoup plus attractive.

Le carton

Le choix du matériaux du carton s’est fait par rapport à son côté «banal» et simple d’usage. L’idée est de mettre en valeur ce matériau. Il est également peu cher et léger. Ceci étant des carac-téristiques importantes dans notre recherche.

Contraintes du carton

La carton a plusieurs contraintes dont il faut tenir compte. Il est ani-sotrope et donc porte que dans un seul sens. Il porte dans le sens de la largeur et non la longueur. Sachant que le modèle standard disponible est de 90x120cm, nous disposons d’une colonne de por-tée de maximum 90cm de haut. Du au séchage et à l’entreposage le carton ondule plus ou moins fort. Il est donc important de voir comment nous pouvons contrecarrer ça.

Le parti conceptuel

La mise en valeur des livres est notre intention première. En effet, la table existante ne répond pas du tout à cette idée.

Il faut que les livres soient clairement visibles et distinguables. Nous voulons garder la table simple afin de mettre en valeur les livres plutôt que d’attirer l’attention sur la table. Il faut que la table reste assez discrète.

Actuellement cette table ne dispose pas d’une espace pour laisser libre cours aux gens d’apprécier les livres. Pour cela nous avons pensé créer quelques «tabourets» pour accompagner notre table afin que les gens puissent s’asseoir et réellement feuil-leter les livres à leur aise sans être sur le départ.

MISE EN VALEUR

VISIBILITE

Espace approprié

Le parti structural

Dès les premiers essais, nous constatons plusieurs contraintes à prendre en compte par l’utilisation du carton. Tout d’abord, il s’agit d’un matériaux anisotrope, en effet, celui ci résiste dans un seul sens. C’est un élément primordial à prendre en compte dans la réalisation de notre table pour la sens de notre portée. Ensuite, le carton ondulé se courbe suite au séchage de celui ci lors de sa conception et surtout lors de son entrepo-sage. Nous nous sommes rendus compte que pour arriver à une planche assez rigide, il faut superposer plusieurs planches de car-tons et donc travailler comme du lamellé-collé.

Premiers tests sur le carton

Nous avons testé la résistance du carton via le modèle de la croix qui est souvent utilisée en construction. Cet assemblage a pour qualité de très bien résister en compression.

La croix

Cela dit, avec le carton, nous constatons deux points négatifs. Tout d’abord, un problème de rotation, que nous pouvons contrer en assemblant plusieurs croix entre elles et former une sorte de «grille» . Nous retrouvons également le problème cité dans le point précé-dent : le carton ondule, il faut donc utiliser la technique du lamellé- collé pour arriver à des planches assez rigides pour éviter la défor-mation de celles-ci.

Test 1:1

Frank O. Gehry - Wiggle chairs

La technique du lamellé-collé nous est alors apparue comme la plus pertinente étant donné que nous devons d’office l’utiliser pour arriver à une certaine rigidité des planches. Mais par cette technique, nous devons prendre en compte l’utilisation rationnelle du carton. Nous allons donc travailler sur l’optimisation de l’espace sur nos planches de cartons, de façon à avoir le moins de perte possible.

Le lamellé-collé

Le PARTI technologique

Test de résistance du lamellé collé en compression

Grâce à l’assemblage de plusieurs couches de carton nous avons pu effectuer des tests sur quelques échantillons. Ici 5 couches de carton 7mm supportent une charge verticale de 65kg sur une sur-face très faible. Nous pouvons en conclure que le lamellé-collé est très résistant aux forces verticales. Mais attention au sens de portée!

Test de résistance du lamellé-collé

Concept Structure

Technologie

Symbiose entre les partis

Dans un premier temps, le design de la table est donc du à notre parti conceptuel de mettre en valeur les livres. Ensuite, le carton étant un matériau anisotrope, le sens de la portée a jouer un rôle dans la détermination de la forme pour assurer la résistance aux forces verticales appliquées à la table. L’utilsation de la technique du lamelé collé renforce cette résistance et est la plus adaptée pour éviter les déformations et contrer le problème d’ondulation des planches de cartons.

90.0

0

120.00

120.

00

90.0

0

F

F

X VSens de portée du carton et résistance à la compression

Le design de la table

Etant donné que le carton fait 90cm de largeur dans le sens de la portée, nous disposons d’une colonne de 90cm de haut pour la re-prise des charges verticales.L’optimisation de la planche de carton est un objectif principal dans l’élaboration de la table. Car pour réaliser cette technique il faut énormément de couches de carton. Ici, nous avons tenté d’avoir quatre couches de la table dans une seule planche. Pour cela nous avons du travailler la géométrie de la table en des-sin. Il y a plusieurs choses à prendre en compte dans le tracé:

- Hauteur maximum de 90cm- 4 couches par plaque- Profondeur maximum de 80 cm (pour l’utilisation)- Emboîtement des différents modules sur les planches- Légèreté de l’ensemble

Optimisation

Grand pro�lé

Petit pro�lé

Tabouret

Languettes

120.0000

90.0000

Après multiples dessins nous avons optimisé la surface de la planche pour n’avoir que 10% de pertes.

Les modules s’emboîtent les un dans les autre et les uns à la suite des autres. C’est à dire un grand modèle, puis un petit modèle et une grande barrette verticale, puis à nouveau un grand modèle et une petite barrette verticale.

Egalement à prendre en compte est la courbe du carton. Pour évi-ter que l’ensemble ondule dans un sens, nous devons créer le mo-dèle en symétrie. Ceci permet de contrecarrer l’ondulation.

Dessin

AB C D A BC D

Le carton a une épaisseur de 7mm. C’est à dire que par plaque nous pouvons créer un module de 2,8 cm d’épaisseur. Un module de 1m de long demande ainsi 35 plaques de carton. Celles-ci sont à 2,5€ dans le commerce. Ce qui nous fait 87,5€ de budget pour la matière.

Ensuite il reste la colle. Pour cela nous avons utilisé le pisto-colle qui est peu cher et très facile d’usage.

Ergonomie

Pour permettre un usage facile et agréable nous avons dimension-né les éléments en fonction du corps. Ainsi le tablier est légèrement incliné pour permettre une vue d’ensemble sur les livres. La profon-deur du tablier est de 75 cm pour pouvoir saisir les livres sans devoir se pencher. Afin de mettre correctement en valeur les livres, il est important de bien dimensionner les plateaux porteurs. Nous sommes partis sur une longueur de 25cm. Au bout des plateaux il n’y a pas de retour afin de permettre de déposer des livres de plus grande taille. Ils peuvent ainsi légèrement déborder vers le haut. Afin de réellement permettre de feuilleter les livres, nous offrons des tabourets. Les usagers peuvent ainsi s’asseoir et prendre le temps de voir de quoi il s’agit.

Emboîtement

Le tabouret suit la logique de construction de la table. Il est compo-sé d’une couche pleine de carton de 45cm de haut et 25 de large et de plusieurs languettes venant écarter ces couches.

Il peut être rangé dans la table pour éviter d’obstruer et de surchar-ger la bibliothèque en cas de besoin.

Le montage

Le montage de la table est assez simple et peut se résu-mer en trois grandes étapes. Tout d’abord, le tracé des modules sur chacune des planches de carton. Ensuite, la découpe de chaque module. Et pour finir, l’assemblage des couches les unes sur les autres par le collage.

Bibliographie

• “Les Meubles En Carton, Ça va Cartonner Écolo!” consoGlobe. Accessed May 20, 2015. http://www.consoglobe.com/meubles-carton-cartonner-ecolo-3472-cg.

• n.d. http://www.cartonondule.org/techniques/default.aspx.

• n.d. http://www.emballagescartoncartoval.com/guide-achat.php.