Arènes Illumbe Structure spatiale mobile
1999/08/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Le toit de l'arène Illumbe a été réalisé par la société Lan de San Sebastián, spécialisée dans les structures spatiales. Quand on parle de structures spatiales on parle de structures basées sur des barres de tube qui se lient à des sphères par des vis. Avant leur transfert à l'œuvre, les structures sont complètement terminées, y compris la peinture, car elles sont réalisées avec des éléments très simples. À l'oeuvre arrivent dans un paquet, barres, sphères et vis; dans le chantier on fait seulement le joint, assemblage. D'une certaine façon, ce serait comme faire le mécano, mais dans de nombreuses dimensions plus grandes. La caractéristique la plus remarquable de ces structures spatiales est qu'à la base se trouvent des éléments très simples — barres et billes — mais en s'unissant on peut former des structures extrêmement complexes, de grandes dimensions et formes complexes. Ces caractéristiques font que les structures spatiales sont généralement utilisées dans les grands bâtiments: les salles de sport, hangars, etc.
Système Ortz
Les structures spatiales sont basées sur le système appelé Ortz, breveté par les ingénieurs Juan Martínez Apeztegia, ingénieur en construction de la Plaza de Toros de San Sebastián, et Ignacio Odriozola. Le système structurel Ortz permet de réaliser la liaison de la barre et de la boule d'une manière très spéciale, en obtenant des structures qui, autrement, pourraient difficilement être debout.
La balle a des trous taraudés, réalisés selon la direction de la barre à y introduire. Aux extrémités des barres tubulaires se trouvent soudées les douilles coniques de l'orifice axial, c'est-à-dire les housses qui ont ensuite été conçues spécifiquement pour cela. Ils offrent la possibilité d'amarrer les vis dans deux directions, de sorte que lorsqu'il est actionné sur elle, d'une part la boule sera amarrée avec la vis et de l'autre la vis sera amarrée avec la barre. Ce système permet que pendant le montage ou le démontage de la barre tubulaire il n'est pas nécessaire de modifier la position de la balle, même si elle est définitivement installée dans la structure. De cette façon, le processus de construction de la structure peut être effectué très rapidement et il n'est pas difficile de changer la barre affectée.
Informatique au service de structures spatiales
La conception est la première étape des bâtiments avec des structures spatiales. Dans cette première étape, à travers le système propre de CAO, on développe diverses possibilités géométriques de Lanik jusqu'à définir la typologie appropriée pour la structure à réaliser, en assignant à chacun d'eux le modèle mathématique correspondant. Ensuite, une analyse de la structure est effectuée, après avoir établi les différentes hypothèses de charge, jusqu'à déterminer la distribution des profils de toutes les parties de la structure. Dans la phase postérieure est complété le processus informatique avec les caractéristiques géométriques et métallurgiques précises des barres et des billes qui composent la structure spatiale.
Même si les structures qui peuvent être conçues sont très différentes, aucune modification de base n'est effectuée dans la conception des pièces, pouvant varier la taille de la balle, la barre et les vis en fonction de la charge à supporter.
Une partie des structures spatiales sont recueillies par des producteurs spécialisés tels que barres, bouchons coniques, vis et boules. Le reste est réalisé dans l'entreprise Lan: usinage de chapeaux coniques, montage de bords de barres, coupe de barres, soudure de barres et chapeaux coniques, peinture à barres par polymérisation au four, fosses filetées à billes, préparation et peinture de surfaces à billes et classification des pièces pour leur expédition à l'œuvre. Comme mentionné précédemment, la base du système productif mentionné est entièrement informatique, puisque toutes les commandes sont envoyées par ordinateur aux machines qui interviennent dans le processus productif. Pour tous ces travaux, Lanik dispose d'un atelier de structures spatiales à Asteasu. Le système de développement CAM permet aux processus de conception et de production de réaliser un Asteasu. L'usinage des billes, la coupe des barres et le soudage sont effectués par des machines à commande numérique de haute précision qui recueillent les prescriptions du système informatique mentionné ci-dessus.
Enfin, la phase de montage, qui prend également en charge Lanik, et qui, comme dans les autres phases, est basée sur des commandes extraites de l'ordinateur. Le processus de fabrication est entièrement informatisé, entièrement automatisé. Compte tenu de cette caractéristique, la diversité des structures spatiales peut être énorme, car avec des éléments très similaires, des structures très différentes peuvent être formées. Cette structure pourrait difficilement être réalisée il y a une décennie, car il n'y avait pas de pont informatique qui pourrait relier le processus de conception à celui de fabrication. La conception était d'abord réalisée, ceux qui devaient développer le processus de fabrication devaient prendre les plans et donner les paramètres à la machine. Actuellement, tout cela est automatisé et l'opérateur n'a qu'à placer et retirer la pièce. Le reste est effectué par la machine elle-même, puisque les commandes arrivent par ordinateur à partir de la phase de conception.
Plaza de Toros de San Sebastián
La arène Illumbe de Saint-Sébastien a fait un pas de plus dans le parcours des structures spatiales. Ces dernières années, on a beaucoup progressé dans les structures spatiales : des structures toujours plus complexes, toujours plus grandes, toujours plus compétitives, dans un monde qui cherche l'originalité… et sur la Plaza de Toros de San Sebastián on a obtenu des structures spatiales mobiles, en incorporant du mouvement à des structures spatiales qui peuvent avoir des caractéristiques particulières.
La participation de Juan Martínez au projet d'Illumbe a donné à la place de taureaux un caractère innovant. En fait, dans ce projet le domaine de la recherche et du développement a rejoint la mécanique, à savoir les deux domaines que Juan Martínez a travaillé sur son expérience de travail. C'est un mélange relativement rare dans l'industrie : d'une part des structures, des éléments fixes, d'autre part des mécanismes, des éléments mobiles.
La nécessité de faire face aux arènes de Lanik, comme dans d'autres cas, a commencé bien avant le projet. En 1995, les promoteurs et architectes de l'arène s'adressèrent à Lanik à la recherche d'une idée du toit qui couvrirait la place de taureaux et qui se fermerait et s'ouvrirait. Le toit devait nécessairement être de fermeture et d'ouverture pour que, en plus d'être utilisé dans les corridas de taureaux, la place serve pour d'autres spectacles. Bien sûr, l'incidence de la rentabilité économique, qui ici pleut beaucoup. L'idée de départ était seulement celle, sans plus de limitations, de fermer les toits et de les ouvrir.
La solution est arrivée par un système appelé "betazal½". Depuis longtemps, ce système tournait dans la tête de Juan Martínez. L'origine du terme "paupière" est claire, car le système de pont sur lequel la place de taureaux Illumbe a été placée est très similaire au mouvement des paupières pour couvrir les yeux. Bien que dans ce cas, le système palpebral a été imposé à l'arène, il peut généralement s'avérer utile dans toute structure de base circulaire, mais peut également être placé dans un autre type de structures. Le système est basé sur deux idées principales:
- L'ouverture doit être centrée, car le spectacle se déroule au centre du bâtiment.
- Les éléments mobiles qui doivent fermer ou ouvrir l'ouverture doivent être cachés déplacés sur la partie fixe de la structure, sans dépasser tout cela du périmètre du bâtiment.
D'autre part, pour que l'œuvre soit moins chère, il était prévu d'introduire le moins d'éléments mobiles possibles. La solution est venue par l'exécution de la fermeture sur deux tronçons, en plaçant deux éléments ou portes en forme d'ellipse moyenne. Chacun d'eux s'appuie sur quatre points pour avancer et reculer sur les rails. Les deux voies arrière ne supportent que la charge verticale, tandis que les avant, en plus de supporter la charge, sont responsables de la traction.
Le système utilisé pour l'obtention du mouvement serait similaire au train qui monte sur le mont Larrun, système de crémaillère de pignons, dans lequel sont installés huit moto-réducteurs qui affectent simultanément huit pignons et une installation électronique qui reçoit des ordres par signaux radio et envoi d'ordinateurs. Comme chacune de ces pièces que vous devez monter et descendre par la structure de l'arène Illumbe a un poids de 60 tonnes, les mécanismes sont coûteux, car il faut une grande puissance pour pouvoir déplacer ce type de masse. Cependant, l'inclinaison de la structure présente également un avantage significatif, puisque la structure fixe à laquelle elle est soumise est de type dôme, de sorte que le mouvement tend à suivre la forme de la structure. Grâce à cela, les structures elles-mêmes sont plus agiles et le prétendu manque de flexion devient bon marché par la légèreté du mouvement.
Le système du futur ?
La arène Illumbe est entièrement neuve. Par conséquent, tout projet pouvait être conçu avant pour son implantation. Ce qui a été choisi, évidemment, a été totalement nouveau, car il a uni mouvement à l'imposante structure spatiale. Cependant, la préoccupation surgit. Pouvez-vous faire dans les bâtiments anciens? L'ingénieur Juan Martínez estime qu'il n'y aurait aucun problème pour que ce système puisse également être implanté dans des bâtiments anciens, surtout – selon ses propres mots – pour deux raisons. « Le poids de cette structure, en fonction de l'espace qui est couvert, est très réduit, car les structures spatiales sont par nature légères. Si nous avons utilisé des matériaux conventionnels, il aurait beaucoup plus de poids. D'autre part, la distribution de charges est assez homogène dans tout l'espace. Autrement dit, le poids est bien divisé, surtout parce qu'on lui a donné forme de dôme. Compte tenu des caractéristiques de nos structures, il est clair qu'il est également possible de les situer sur des bâtiments anciens, qui devront être préalablement renforcés, mais sans grands travaux ».
En plus de Saint-Sébastien, un toit de structures spatiales – une autre entreprise, pas Lanik – a été installé sur les arènes de Leganés, sur la place de taureaux. En cas de prolifération de la coutume, les entreprises travaillant avec des structures spatiales peuvent avoir un travail de plusieurs années, car non seulement on voit des arènes, mais aussi de plus en plus dans d'autres types de bâtiments.
Quelques données curieuses
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Juan Martínez Apeztegia, ingénieur de chantier
Bien que la partie la plus importante de sa vie se déroule à San Sebastián, Juan Martínez Apeztegia est navarrais, né à Elizondo. Il a également étudié l'expertise et l'ingénierie industrielle à San Sebastián. Doctorat en génie mécanique de l'Université de Navarre en 1972.
Immédiatement après la fin de l'ingénierie, il a commencé à travailler dans des entreprises tout en collaborant avec le centre technologique CEIT dans la recherche en machine-outil. Plus tard, il a rejoint le secteur des structures, dans l'entreprise "Rodríguez y Bergara", en travaillant également sur les questions de recherche et de développement. Après quatre ans dans cette entreprise, il a eu l'occasion de connaître le domaine des structures, mais en même temps maintenu sa relation avec le monde de la mécanique et de la machine. Elle a passé ses 20 dernières années dans le domaine des structures spatiales, un domaine novateur à cette époque où elle a commencé.
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