2- Les structures dites modernes :

Certaines formes sont connues pour rester stables au fil des siècles. Les voûtes et les coupoles étaient le plus souvent utilisés. Ces dernières se retrouvent sous des formes simples ou complexes dans l'architecture romaine, gothique et islamique. Pour la plupart, il ne s'agissait pas des éléments purement constructives, mais des éléments de couverture placées sur les murs et les piliers.

Ce n'est qu'avec l'avènement et le développement du béton armé qu'il y a eu des formes auto-stables (généralement dérivées de formes naturelles). Elles ont été utilisé comme des éléments porteurs dans leur forme la plus pure .

1- Système à coque mince et voile :

Par ce terme, une coquille s'entend sous la forme d'une fine membrane de forme géométrique simple (cylindre, hémisphère, tronc de cône…) ou de forme complexe (hyperboloïde, paraboloïde hyperbolique (dont la section horizontale est une hyperbole et sa section verticale est une parabole)…).

Coques hyperboliques

Coques paraboloïdes hyperboliques

Ces coques minces sont autoportantes de par leur forme et présentent une surface importante de couvertures par rapport à leur épaisseur. Elles sont employées pour les constructions de grandes surfaces tels que les salles de sport, les marchés...Elles sont construite en béton armé dont son calcul se fait par des outils informatiques spécifiques .

La différence entre une coque mince et un voile réside dans la forme des surfaces qui caractérisent la géométrie de la structure. Les voiles sont plats et les coques minces sont courbées.

2- Système à coques épaisses :

Ici, l'épaisseur est plus importante par rapport les coques minces et les voiles, en outre, on doit la être prise en compte, car en plus de l'effort de membrane, le comportement en flexion de ces structures doit également être pris en compte.

3- Système de construction à éléments structurels :

Un système de construction à éléments structurels, ou un système triangulaire est l'assemblage de barres horizontales, verticales, et diagonales formant des triangles. Chaque barre subit une contrainte acceptable et une déformation globale modérée.

Lorsqu'une force est appliquée au treillis, certaines parties de l'assemblage sont comprimées et d'autres parties sont tendues . Par exemple, dans un pont en treillis, la poutre supérieure est mise en compression, la poutre inférieure est mise en tension et la diagonale empêche la poutre principale de se tordre.

Ce type de système est également appelé système réticulaire. Il obéie à la singularité du triangle c'est à dire son indéformabilité et absorption des charges qui lui sont internes. Si cette particularité a toujours été connue depuis que le triangle a été utilisé dans la construction agricole au XXe siècle (en bois, puis en acier) , on peut connaître son évolution dans l'espace, d'où le terme système tridimensionnel.

Avant, ce système avait un inconvénient majeur. Il rouille rapidement parce qu'il était en acier. Avec le développement des peintures et des systèmes de contrôle des joints, il est devenue plus attrayant.

Ce système représente la forme la plus développée de la préfabrication ou de l'industrialisation du bâtiment, et est utilisé sous une variété de formes, selon le type d'assemblage, y compris des poutres simples, des colonnes, ou des dômes géodésiques…. Il est conseillé lorsque :

- Le projet est assez grand (école, crèche, commerces, etc.).

- Les portées et les travées sont supérieures à six mètres.

- Les charges statiques et dynamiques sont importantes.

4- Structures tendues :

Il existe deux types de systèmes dans cette catégorie : les câbles tendus, et les toiles tendues

4-1- Les câbles tendus :

Auparavant, les câbles tendus étaient utilisés pour supporter les ponts ou comme raidisseurs dans certaines structures traditionnelles. Les progrès de la technologie ont permis aux architectes de les utiliser pour couvrir ou franchir les grandes distances (installations sportives, hangars, halls d'exposition, etc.), en raison de la grande résistance à la traction de l’acier, et son efficacité de la tension simple, qui font du câble métallique un élément structurel idéal .

4-2- Les toiles tendues :

C'est l'une des plus anciennes formes d'abri (tipis, tentes, etc.). L'utilisation de ce type de couverture par les sociétés mobiles montre ses avantages. Cela signifie la facilité de montage et de démontage de la couverture, sa légèreté et sa réutilisation à l'infini.

Les progrès ultérieurs de la technologie des matériaux ont accru l'importance de ce système. Les développements ultérieurs dans la technologie des matériaux ont multiplié l'importance de ce système. Ce sont les premières qualités qui ont déterminé les domaines d'utilisation : salons, expositions, bâtiments de secours, piscines…

5-Les systèmes gonflables (les pneumatiques) :

Alors que les systèmes précédents répondaient largement aux attentes des utilisateurs en matière de couverture non permanente, les montgolfières ont donné l'idée aux constructeurs d'utiliser les volumes gonflés pour couvrir de grandes surfaces (toujours avec une période précise).

Les pneumatiques ne nécessitent pas de structure de tension obligatoire pour les toiles tendues. Seul un système de fixation est nécessaire. D'un point de vue architectural, les domaines d'application sont quasiment les mêmes, mais c'est là que les ingénieurs s'intéressent et l'utilisent comme moule pour le coulage de béton dans les formes difficiles à réaliser avec les méthodes conventionnelles.

Systèmes constructifs et ossatures architecturales 04