Pour répondre à la fois à la croissance de la population urbaine mondiale et aux changements climatiques, de nouveaux systèmes structurels à haut niveau de préfabrication et utilisant des matériaux renouvelables doivent être développés. L'ossature légère peut avoir un taux de préfabrication très élevé, mais est actuellement limitée à 6 étages. Un nouveau système structurel qui pourrait permettre l'utilisation de la construction modulaire à ossature légère dans les immeubles de grande hauteur est modélisé et analysé. Ce système est composé d'une hyperstructure supportant les charges de sous-structures superposées de 4 étages en ossature légère. Des hyperstructures de 20 étages, en glulam, en béton et hybride bois-béton sont conçues selon le Code national du bâtiment du Canada 2015 et comparées. Un modèle simplifié pour les modules à ossature légère selon la norme CSA O86-19 est proposé. L'interaction entre les deux systèmes et l'impact sur les sous-structures sont analysés. Les résultats de l'analyse du spectre de réponse sismique et de l'analyse dynamique du vent montrent qu'avec une hyperstructure en glulam, les modules peuvent être reliés aux colonnes et aux planchers ou seulement aux planchers. Avec une hyperstructure en béton, les modules doivent être connectés aux colonnes et aux noyaux. Pour les murs de refend, des compositions standards suffisent à résister au cisaillement induit par les charges gravitationnelles, de vent et sismiques. L'analyse indique que le système pourrait être viable, mais des recherches plus approfondies devraient être menées, en particulier sur les connexions et la résistance incendie. / To respond to both global urban population growth and climate change, new structural systems with a high level of prefabrication and renewable materials need to be developed. Light-frame construction can have a very high prefabrication rate but is currently limited to 6 storeys. A new structural system that could allow the use of light-frame modular construction in high-rise buildings is modeled and analysed. This system consists of a hyperstructure supporting the loads of 4-storey light-frame superimposed substructures. Twenty-storey hyperstructures, in glulam, concrete and wood-concrete hybrid are designed according to the 2015 National Building Code of Canada and compared. A simplified model for the light-frame modules according to the CSAO86-19 is proposed. The interaction between the two systems and the impact on the substructures are analysed. The results of the seismic response spectrum analysis and the dynamic wind analysis show that with a glulam hyperstructure, the modules can be connected to the columns and floors or only to the floors. With a concrete hyperstructure, the modules must be connected to the columns and the cores. Standard shearwall assemblies are sufficient to resist the shear induced by gravity, wind and seismic loads. The analysis indicates that the system could be viable, but further research should be carried out, particularly on connections and fire resistance.

Les immeubles de grande hauteur (IGH) sont des constructions symboliques liées, le plus souvent, aux problématiques de la rareté du foncier, aux défis de la densification urbaine dans les grandes villes et aussi au questionnement de la construction durable. Pourtant, un IGH ne se limite pas seulement à ces seuls points :quel impact en terme de risque représente un IGH sur son environnement ?Quelle démarche d'analyse d'un éventuel péril lié à la présence de ces constructions sur leur environnement faut-il considérer ?<p><p>La conception d'un IGH ne peut être effectuée sans une analyse des risques engendrés par la présence de tels immeubles sur leur environnement et sur le développement urbain. En effet, quand un événement indésirable y survient, un IGH peut se révéler être une menace pour ses occupants et son <p>voisinage immédiat. Les IGH sont des immeubles où plusieurs centaines de personnes sont présentes, ce qui engendre de nombreuses contraintes au niveau de la sécurité incendie notamment. En cas d'accident comme un incendie, diverses matières toxiques peuvent être libérées dans l'atmosphère, endommageant l'environnement de l'immeuble.<p><p>C'est ici que peut intervenir une méthode d'analyse des risques environnementaux permettant à un expert d'évaluer différentes situations envisagées pour l'immeuble même et son environnement. Le modèle proposé est une nouvelle méthode quantitative issue d'une approche semi-quantitative. Des matrices d'évaluation et une formulation quantitative permettent de quantifier le risque environnemental. Ce risque est déterminé pour différents secteurs autour de l'IGH car chaque environnement étudié est hétérogène et différent.<p><p>La méthode proposée reprend un ensemble de paramètres déterminés à l'aide de critères d'évaluation et de paramètres géométriques tels que la différence d'altitude entre les immeubles, la distance, etc. Nous verrons comment ces paramètres influencent le modèle et l'analyse de risques environnementaux. Un ensemble de simulations numériques seront effectuées sur un panel de cas d'études simples afin de valider le programme. Deux IGH actuellement détruits ont été étudiés avec pour objectif de comparer les résultats obtenus avec la réalité de la situation ainsi que les différentes propositions correctives. Pour chaque étude, des critiques et commentaires seront produits afin de se rattacher à la réalité des situations décrites.<p><p>The high-rise buildings (HRB) are symbolic constructions linked most often to scarce building lands, urban density challenges for big cities and the problematic of sustainable construction. However, an HRB is not limited to just these items alone: what risk impact does an HRB have on the environment? What analysis method of possible risk on the environment is to be considered for the presence of constructions?<p><p>HRB design cannot be done without any environmental risk assessment for such buildings on their environment or their impact on urban development. When an unwanted event occurs, an HRB can be a threat to its occupants and its immediate vicinity. The presence of large numbers of people in those building definitely generates a lot of problems at the level of fire safety, for example. Accidents such as a fire can release toxic materials, which will thus impact the environment of the building.<p><p>In such circumstances, a method of analysis of environmental risks come useful to experts to assess the different situations to be considered for the building itself. The proposed model is a new quantitative method which is the result of a semi-quantitative approach. Quantifying the environmental risk is made possible by evaluation matrices and quantitative formulation. This risk is determined for various sectors around HRB because every environment is heterogeneous and different.<p><p>The proposed method incorporates a set of parameters which were determined by means of evaluation criteria and geometrical parameters such as the difference in height between the buildings, distance, etc. We will see how these parameters affect the model and analysis of environmental risks. A set of simulations are performed on a range of simple models to validate the program. Two HRBs which have now been demolished were studied so as to compare the results obtained with the real-life of the situation and the corrective different proposals. For each study, criticism and comments will be produced to relate to the reality of the situations which has been described.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished