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Malgré les progrès réalisés en France en termes d’accessibilité et d’inclusion des personnes à mobilité réduite et des séniors, les zones de baignade et la mer en particulier restent en grande partie inaccessibles en toute autonomie pour les personnes souffrant de handicaps. Cela est en partie dû à l’absence de solutions structurelles, amovibles et à faible impact environnemental pouvant s’adapter aux conditions de saisonnalité des usages, à la flexibilité liée aux pics de fréquentation ainsi qu’aux exigences de préservation du littoral, laissant ainsi un marché national et international pour l'instant quasiment inexploité.Ce travail de thèse concours au développement des aspects techniques du projet « La mer pour tous », né dans l’objectif de répondre à cette problématique sociétale en proposant des solutions légères, pliables et modulaires de plateformes permettant un accès à la mer pour tous. Les solutions envisagées sont à base de systèmes dits de tenségrité, des structures spatiales et réticulées, autocontraintes par un jeu d’équilibre de traction et compression dans leurs éléments.Les études menées portent dans un premier temps sur l’analyse mécanique, structurelle et cinématique, ainsi que l’optimisation des conditions d’appui au travers de simulations numériques. Deux solutions sont explorées, la première est une grille bidirectionnelle modulaire à double nappe dérivée du concept Tensarch, la deuxième est une structure monodirectionnelle avec un potentiel de courbure, nommée « Biquadruplex ».Dans l’optique d’une qualification expérimentale et de la réalisation de prototypes, une part importante du travail porte sur la conception des nœuds de la structure porteuse, ainsi que les interfaces du platelage et des appuis. Les fonctionnalités à assurer par les nœuds, notamment la concordance des efforts, la modularité et la maîtrise des mécanismes de pliage et déploiement sont autant de critères à prendre en compte. Des maquettes imprimées en 3D permettent de valider le design avant le passage à des prototypes à l’échelle 1.Enfin, les démonstrateurs ainsi réalisés font l’objet d’essais sous charge en laboratoire afin de confronter les résultats expérimentaux aux modèles numériques. Dans le milieu marin, des essais de déploiement et d’installation sont menés afin de tester le système d’implantation et d’appui à base de vis d’ancrage. Une stratégie d’implantation des appuis est proposée permettant de choisir et d’optimiser les nœuds d’appui pour une plateforme quelconque constituée par assemblage de modules élémentaires.

Tensegrity systems are a class of reticulated space structures composed of compressed bars maintained in equilibrium by a network of tensioned cables. Their stiffness depends both on elements’ mechanical properties and their internal self-stress state. Taking advantage of their structural properties, we respond to the challenge of accessibility for everybody to the sea with a new concept of modular lightweight and deployable platforms. Variable configurations are developed to fit ecologically into the marine environment thanks to the transparency of double layer tensegrity structures. Moreover, allowing practical assembly and disassembly is considered in the design to respect the coastal law. Through a numerical study, we demonstrate in this paper the capability of this solution under various representative load cases and support conditions.After the structural and design optimization of elements constrained by weight and stiffness, we detail the design of the nodes, which are the key components ensuring geometry and foldability of the structure. Finally, on-site setting and interfacing with ground supports is experimented in marine conditions to proof the feasibility of this concept.

Les structures de tenségrité sont des structures réticulées composées de barres en compression en équilibre dans un réseau de câbles en traction. Leur rigidité et stabilité dépendent à la fois des propriétés mécaniques des éléments et des efforts internes introduits durant la mise en service. Outre son aspect artistique, la tenségrité peut également être à la base d’applications concrètes notamment à travers une solution de plateforme pour l’accessibilité à la mer, caractérisée par sa configuration géométrique variable, modulaire, légère et de faible impact environnemental. Ce document présente la suite des études menées sur cette solution de plateforme, notamment aux travers des aspects d’optimisation structurelle des modules isolés et des assemblages de plusieurs modules. Enfin, on mettra en lumière les tests de mise en service réalisés sur site littoral.

Les systèmes de tenségrité sont des structures spatiales formées de barres comprimées en équilibre dans un réseau de câbles tendus. Leur rigidité dépend à la fois des propriétés mécaniques des éléments et de leurs efforts internes introduits durant l'assemblage. Grâce à leurs propriétés structurales, nous répondons à la problématique de l'accessibilité à la mer en offrant une solution légère, permettant un montage/démontage aisé et respectant la loi littoral. Des plateformes de configurations variables et capables d'épouser d'une manière écologique le milieu marin sont désormais réalisables grâce à des structures de tenségrité à double nappe. Cette étude, aussi bien numérique qu'expérimentale, dévoile les différents aspects structurels et conceptuels de cette solution qui permettent de valider ses capacités mécaniques ainsi que sa faisabilité, notamment à travers la modulabilité, le pliage/déploiement et l'implantation. De l'optimisation structurale des éléments sous contrainte de légèreté et résistance, nous aborderons la conception des noeuds, composants complexes indispensables assurant la géométrie et le pliage de la structure mais aussi son interaction avec son environnement.

Tensegrity structures,which emerged in the mid-20th century in the form of sculptures,are a class of reticulated space structures composed of compressed bars maintained in equilibrium by a network of tensioned cables. Their stiffness depends both on the mechanical properties of the elements and their internal stress introduced during assembly,which is called self-stress state.They have been increasingly studied during the last few decades for civil engineering applications.Taking advantage of their promising structural properties, we respond to the challenge of accessibility to the sea with modular lightweight and transparent platforms. Variable configurations are developed to fit ecologically into the marine environment thanks to double layer tensegrity structures. Moreover, allowing easy assembly /disassembly we respect also the coastal law in France.This study, both numerical and experimental, sheds light on the different structural and conceptual aspects of this solution, thus validating its mechanical capabilities as well as its feasibility, particularly through the aspects of modularity, folding/deployment and setup.After the structural and design optimization of elements constrained by weight and stiffness, we detail the design of the nodes, which are the key components to ensure the geometry and foldability of the structure but also the interaction with the supports on the seabed and the deck.