Bachelorarbeit Frédérique Dubosson

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Diplomée
Frédérique Dubosson
Professeur
Christian Deschenaux
Experts
Patrick Alberti et Jürgen Hain
Discipline
Construction Métallique
Jahr
2013
Au service de la navigation Aérinne
Construction d’une tour de support d’antenne de navigation
La société suisse Skyguide, Swiss Air Navigation Services Ltd, est chargée de la sécurité de l’espace aérien ainsi que de certaines portions de celui des pays limitrophes. Elle construit, à l’aéroport de Genève, une tour supportant une antenne radar de navigation. La tour devra répondre à de hautes exigences.Elle est conçue et dimensionnée comme une structure en treillis d’acier.

Selon les exigences de la société, la tour aura une base carrée d’un maximum de 25 m2. Elle devra comporter un escalier ou une échelle menant à une plateforme qui se situera à une hauteur de 29,0 m au-dessus du sol. La structure devra résister à des températures allant de
–40 °C à +60 °C, ainsi qu’à des vents pouvant aller jusqu’à 223 km/h. L’antenne devra être fonctionnelle par un vent soufflant jusqu’à 160 km/h, sans se déplacer horizontalement de plus de 81 mm, verticalement de plus de 8,1 mm, ni subir de rotations de plus de 1,5 min d’arc. Toute mise en résonance de la structure devra être exclue pour une rotation de l’antenne située entre 20 et 65 tours par minute.

Conception et sélection
Une première étude a permis d’esquisser sept variantes de structure. Celles-ci diffèrent au niveau du nombre de poteaux qui la composent, des dimensions, du système de contreventement utilisé ainsi que des profils employés pour le système porteur. Outre les paramètres ayant une incidence sur le comportement de la structure, il a aussi fallu prendre en compte d’autres critères tels que l’aspect esthétique, le coût ainsi que le système permettant de monter au sommet de la tour. Deux des variantes ont fait l’objet d’une analyse plus approfondie.

Variante choisie
Au vu des contraintes très importantes quant aux déformations de la structure, c’est finalement la variante qui permet de les minimiser qui a été choisie. Cela implique une base la plus grande possible (25 m2) pour la tour. Son contreventement sera en K afin de réduire de moitié les charges de vent reprises par les diagonales. Quant aux profilés, ce sont des ROR qui seront utilisés, en raison de leur comportement favorable face aux différents efforts tels que la traction, la compression, la flexion multiaxiale ou encore face au phénomène de flambage.

Concept de montage
Une étude particulière a dû être réalisée afin de déterminer les modalités de construction et les phases de montage de la structure. En effet, ses dimensions sont trop importantes, tant en plan qu’en élévation, pour être transportée en une seule pièce jusqu’à l’aéroport de Genève. Il a donc été décidé de réaliser la structure en atelier en six pièces distinctes, dont les différents éléments seront soudés entre eux. ll faudra ­ensuite boulonner les six parties sur place. Ce système de construction permet d’éviter de perdre du temps sur le chantier et d’être ainsi moins dépendant des conditions météorologiques. La tour de support de l’antenne de navigation donnera des informations importantes concernant le numéro de vols, la vitesse des avions, leur altitude et leur positionnement dans l’espace.
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