Lois de similitude et modélisation du comportement mécanique des bâtiments bois multi-niveaux : apports, limites et prise en compte de l'incertain.

Abstract

Les comportements statique et dynamique des bâtiments bois grande hauteur sont très complexes,seule l’expérimentation permet d’en obtenir une évaluation fiable. Les essais à taille réelle sont souventcomplexes voire impossibles à réaliser. La solution proposée dans ce travail consiste à tester des maquettesréduites, dont la conception est basée sur des lois de similitude. Les lois de similitude sont constituées d’unensemble de facteurs de similitude. Ces derniers relient les paramètres ou variables d’intérêt de la structureréduite avec ceux de la structure initiale. A partir du comportement relevé aux échelles réduites, ces lois desimilitude permettent d’en déduire celui à l’échelle 1. Les lois de similitude ont été peu développées dansle domaine de la construction voire inexistantes dans celui du bois. Les travaux de cette thèse visent àconstituer des facteurs de similitude pour les comportements statique et dynamique d’un système/structurecontreventée en bois. Pour cela, des approches expérimentales, analytiques et numériques sont adoptées.Par ailleurs selon une démarche multi-niveaux, les facteurs de similitude sont établis en premier lieu auniveau de l’assemblage, puis au niveau de la structure. Des essais statiques et dynamiques ont été réalisés,aux échelles 1, 1/2, 1/3. Des facteurs de similitude expérimentaux ont ainsi été obtenus. Ils ont égalementété déterminés par des méthodes analytiques, aussi bien au niveau des assemblages que de la structure. Lanon-linéarité de comportement des assemblages bois a été prise en compte. Puis les facteurs analytiquesont été comparés à ceux expérimentaux. Les limites de l’approche analytique sont identifiées. Du fait deces limites, des modèles numériques ont été élaborés. Comme les facteurs expérimentaux, les facteurs desimilitude numériques diffèrent des facteurs analytiques en présence de distorsion de similarité. L’effet decette distorsion sur les facteurs numériques a été analysée à travers un ensemble d’études paramétriques. Lesparamètres d’entrée présentent des incertitudes : variabilité des propriétés des éléments constitutifs de lastructure, incertitudes sur les mesures,... Par conséquent une étude de la propagation de l’incertitude sur lesvariables d’intérêt a été menée, afin de quantifier ses effets sur les lois de similitude.