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L’histoire de la structure gonflable

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Pressostatique: histoire et évolution

La structure gonflable ou pressostatique est une simple membrane supportée par air grâce à des systèmes de ventilation continue. La membrane est fermement ancrée au sol.

La grande différence entre ce type de construction et les constructions traditionnelles réside dans le comportement différent par rapport à la structure porteuse classique : en effet la structure gonflable a tendance à s’élever du sol en raison de la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur; d’où la nécessité que les fondations d’une couverture gonflable aient la fonction d’un véritable ancrage.

La légère différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la structure est de l’ordre de très peu de PA ; 150 PA sont suffisantes pour soutenir n’importe quelle structure. Bien évidemment, cette valeur devra être reconditionnée en fonction de la variabilité des événements météorologiques.

presssostatico storico

La structure gonflable ou pressostatique est une simple membrane supportée par air grâce à des systèmes de ventilation continue.

Le hangar gonflablea été créé après la guerre pour les besoins militaires américains, et il s’est développé plus tard pour une grande variété d’utilisations.

On peut facilement supposer qu’à ce jour, grâce aux ballons gonflables plusieurs millions de mètres carrés ont été couverts, et pour les utilisations les plus variées ; outre les installations sportives (piscines, tennis, football à cinq), ils ont également été utilisés pour les parcs aquatiques ou les grands événements, les industries, l’agriculture, les décharges, etc. et pendant toutes ces années, il n’y a jamais eu de plaintes concernant la sécurité du produit, qui a fait preuve d’une grande versatilité d’utilisation, sans oublier les coûts et les délais de réalisation courts.

En Italie, les structures gonflables sont nées il y a près de 70 ans pour le tennis et ont prouvé dès le début que c’était un produit très simple, économique et adapté à l’utilisation pour laquelle il a été conçu. Il est évident que ces dernières années, le produit a connu une évolution visant notamment à améliorer le confort et les économies d’énergie ; en effet, on est passé d’une simple membrane à une double membrane déjà depuis plus de vingt ans, tandis que les systèmes de chauffage qui lui sont associés ont été de plus en plus perfectionnés pour obtenir des réductions significatives de la consommation, tout en maintenant inchangé, voire en améliorant, le confort intérieur.

Les débuts des structures de pressostats

Si de nombreux nouveaux développements techniques sont issus des applications militaires, cela est également vrai pour les structures gonflables.

Les premières structures supportées par air ont été les dômes du réseau DEW en Alaska, utilisés pour protéger les équipements radar des intempéries. Les excellentes performances de ces dômes, dans des conditions climatiques sévères, ont prouvé une fois pour toutes la praticité de ces structures.

capannoni nel dopoguerra

Si de nombreux nouveaux développements techniques sont issus des applications militaires, cela est également vrai pour les structures gonflables.

esperto lanchester

Si de nombreux nouveaux développements techniques sont issus des applications militaires, cela est également vrai pour les structures gonflables.

esperto lanchester
capannoni nel dopoguerra

Dès les premiers jours de l’après-guerre, ce type de construction a trouvé de larges applications militaires ; en effet, les bâtiments supportés par air étaient utilisés, et le sont toujours, pour les entrepôts, l’assemblage des armes de guerre, l’entretien des véhicules et des avions, la protection des équipements radar, les hôpitaux mobiles, etc.

La première tentative connue d’appliquer les principes du ballon à des structures qui ne s’élèvent pas dans le ciel a été faite par l’ingénieur anglais Frederick William Lanchester (Lewisham, 23 octobre 1868 – Birmingham, 8 mars 1946).

Dans son brevet de 1917 pour un hôpital de campagne, les principes de base de la construction gonflable ont été appliqués :

« la présente invention vise à fournir un moyen de construire et d’ériger une tente de grande dimension sans utiliser de poteaux ni de supports d’aucune sorte. L’invention consiste en la construction d’une tente dans laquelle le tissu du ballon aérostatique ou d’autres matériaux à faible perméabilité sont supportés par la pression de l’air et dont l’entrée est assurée par une ou plusieurs chambres étanches… »

Ce brevet dérivé de la construction des aérostats et des dirigeables est d’une grande importance pour deux raisons : la première parce qu’il semble déjà connaître toutes les applications de base des bâtiments supportés par air ; et la seconde pour la capacité à couvrir de grands espaces comme des hangars et des terrains de jeux.

Plus tard, en 1938, Lanchester a envisagé la possibilité de constructions gonflables beaucoup plus importantes. Il a préparé des croquis pour un bâtiment d’exposition de 330 m de diamètre ; cependant, la première structure n’a été assemblée que 30 ans plus tard en raison de la guerre mondiale et de la crise industrielle qui a freiné toute expérimentation.

Un brevet dérivé de la construction des aérostats et des dirigeables

Un brevet dérivé de la construction des aérostats et des dirigeables

Les idées de Lanchester étaient si éloignées des concepts statiques et lourds de la construction traditionnelle que les autres concepteurs de l’époque ne les acceptaient pas ; de plus, les accidents désastreux qui sont survenus aux dirigeables ont accru les doutes quant à leur application.

Bien que Lanchester n’ait pas réussi à réaliser ses projets, il peut quand même être considéré comme le « père » de la construction gonflable.

Les premiers bâtiments soutenus par l'air

La Seconde Guerre mondiale a été à l’origine de recherches intensives sur les structures gonflables pour des applications très spéciales telles que les ballons de frein, les bâtiments trompeurs et les véhicules, mais ce n’est qu’en 1946 que les idées de Lanchester se sont concrétisées.

Les États-Unis avaient réalisé de grandes antennes radar pour protéger la frontière nord contre les invasions qui devaient être mises à l’abri des conditions climatiques difficiles avec une couverture qui offrirait le moindre obstacle aux ondes radar. L’utilisation d’une membrane supportée par la seule pression de l’air était donc nécessaire, et le gouvernement américain a confié au laboratoire le soin de déterminer la faisabilité de constructions gonflables pour cette application.

costruzioni penumatiche in aria

Une structure portable qui pouvait être montée et démontée en un jour à un faible coût.

copertina life plasteco
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Une structure portable qui pouvait être montée et démontée en un jour à un faible coût.

copertina life plasteco

Dans les années qui ont suivi la première érection et les essais du prototype, des centaines de ces dômes supportés par air ont été créés pour les zones de l’Alaska. En même temps, des matériaux capables de résister aux conditions les plus difficiles ont été développés dans des tissus tels que le nylon ou le térylène recouvert d’une couche synthétique de néoprène, de vinyle ou d’hypalon.

Les premières applications commerciales des pressostats

Suite au succès de ces dômes, une société a été créée pour concevoir et construire des structures gonflables, et en janvier 1956, Birdair Structures Incorporated a commencé ses activités.

Malgré les connaissances acquises par cette entreprise en matière de structures gonflables, c’est la société Cidair Structures qui a été la première à construire un entrepôt supporté par air à usage commercial. C’est de là qu’est née la grande activité liée aux structures gonflables en Amérique.

Les fabricants de tentes et de parachutes ont commencé à construire de simples édifices supportés par air et, vers 1957, une cinquantaine de fabricants américains ont utilisé les caractéristiques des structures supportées par air pour couvrir des installations sportives et militaires, des foires, des entrepôts, des usines.

L’avantage de ces structures était que de grandes surfaces pouvaient être couvertes à faible coût et avec une structure portable qui pouvait être montée et démontée en un jour. La structure gonflable était une nouveauté qui a drainé beaucoup de publicité, et il n’a pas fallu longtemps avant que les États-Unis ne construisent des centaines de ces « bulles ».

L’alimentation continue en air de la structure pour maintenir la stabilité sert à éviter les fuites d’air excessives par les entrées ; cette considération a conduit à la réalisation d’une structure gonflée à double paroi. Après la Seconde Guerre mondiale, ce type de construction a été étudié à la fois en Amérique et en Grande-Bretagne et, dans ces deux pays, il a été utilisé à des fins militaires ou comme abris polaires.

Les constructions gonflées à l’air étaient considérablement moins chères et présentaient une plus grande stabilité structurelle.

pressostruttura per palaghiaccio

D’après des enquêtes menées sur les constructions gonflées à l’air, on a pu démontrer qu’elles étaient considérablement moins chères et présentaient une plus grande stabilité structurelle. C’est ainsi que des structures « hybrides » ont été développées, dans lesquelles des éléments structurels auxiliaires ont été utilisés en association avec la construction supportée par air, afin d’empêcher que la structure ne s’effondre soudainement en cas de manque d’air et de simplifier les entrées.

Ce sont donc des évaluations économiques qui ont conduit les fabricants à se concentrer davantage sur les structures simples supportées par air car elles promettaient une meilleure viabilité commerciale. Vers 1960, l’Europe et le Japon ont également regardé avec intérêt ces nouvelles constructions.

D’abord la Grande-Bretagne, puis la Suède et l’Allemagne ont réussi en quelques années à atteindre un niveau de qualité et de quantité comparable à celui des États-Unis ; plus tard, en 1970, tous les pays européens et une partie du bloc de l’Est sont devenus des producteurs de structures gonflables.

Les débuts en Italie

Il n’y a pas que l’Amérique qui a travaillé sur l’idée de l’ingénieur Lanchester : l’Italie a eu un inventeur de la structure supportée par air (même s’il pourrait être défini sur le plan international comme un pseudo-inventeur) M. G. Rocca qui, dans les premières années après la Seconde Guerre mondiale, avait fondé une petite entreprise de récupération navale.

La récupération des bateaux était effectuée au moyen de « ballons de levage », c’est-à-dire d’énormes conteneurs en caoutchouc souple (caissons) qui étaient placés dans les soutes des bateaux. Une fois gonflés, ceux-ci pouvaient ramener le navire à la surface.

En 1952, des tests ont été effectués sur l’un de ces ballons pour vérifier s’il y avait des fuites d’air. En raison d’un oubli, le fond du conteneur n’a pas été appliqué avant le gonflage et on a constaté que, malgré la grande fuite d’air, il « tenait debout ». Plus tard, on l’a ancré au sol avec des sacs de sable et on a constaté qu’à l’intérieur du « ballon », s’était formé un espace libre sans obstruction et idéal pour exercer une activité.

L’année suivante, M. Rocca a construit la première structure pour son usage personnel ; en fait, il avait besoin d’agrandir temporairement son entreprise. Ce faisant, il a érigé la première structure supportée par air au monde destinée à un usage commercial.

Après cet heureux début, M. Rocca a repris son activité de récupération des bateaux jusqu’en 1957, date à laquelle, suite à un naufrage avec la perte de son bateau, il a abandonné cette activité pour se consacrer entièrement à la construction de structures supportées par air. En 1959, il a fondé à Mestre la société C.P.V. qui, en peu de temps, a réussi à construire plus de 100 structures.

Sur cette poussée initiale et à la lumière des succès américains, d’autres entreprises ont timidement fait leur entrée sur le marché des couvertures gonflables en Italie.

Edito Tsport
Texte de Claudio Cigognetti

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