Dissertations / Theses: 'Constructions à ossature de bois'

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Tremblay-Auclair, Jean-Philippe. "Développement d’une méthode de calcul parasismique pour les bâtiments multiétagés à ossature légère en bois." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26757.

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Abstract:

L’objectif principal du projet de recherche est le développement d’une méthode de calcul parasismique pour les structures multiétagées à ossature légère en bois de moyenne hauteur. Actuellement, l’analyse dynamique linéaire (LDA) est très peu utilisée par l’industrie de la construction en bois dû à la complexité de modéliser le comportement non linéaire ce type de structure. La méthode de la charge statique équivalente (ESFP) est la plus utilisée en raison de sa simplicité. Cette étude est basée sur une récente méthodologie qui utilise un processus itératif pour simuler le comportement non linéaire d’une structure à ossature légère en bois dans une LDA. Dans la méthode proposée, la rigidité minimale des murs de refends est utilisée afin d’éliminer le processus itératif et le comportement non linéaire. L’utilisation de la LDA pour la conception de structures multiétagées à ossature légère en bois est ainsi simplifiée. Aux fins de validation de la méthode, une comparaison de la distribution du cisaillement, des moments de renversement, des flèches inter étages ainsi que de la flèche totale inélastique est effectuée pour des murs de refends de six-, quatre- et deux étages ayant des rapports géométriques variant de 0.6 à 6.0. Les murs utilisés pour la comparaison sont tirés d’un exemple de calcul sur un bâtiment de six étages à ossature légère en bois situé dans la ville de Québec. Ce projet démontre que l’ESFP sous-estime les forces de cisaillement dans les étages supérieurs et surestime les moments de renversement à la base des structures multiétagées à ossature légère en bois en comparaison avec la LDA. Les résultats démontrent que l’utilisation de la méthode simplifiée de LDA permet d’optimiser la conception de murs de refends à ossature légère en bois de moyenne hauteur. The main objective of the research project is to develop a seismic design methodology for mid-rise multi-storey light-frame wood structure. Currently, linear dynamic analysis (LDA) is rarely used in design of light-frame wood structures because of the complexity of modelling the non linear behaviour. Equivalent static force procedure (ESFP) is mostly used because of its simplicity. The study is based on a recently developed methodology using an iterative process to simulate non linear behaviour of light-frame wood structure in LDA. In the proposed methodology, the iterations are eliminated by using the minimum shear stiffness of shear walls. To validate the proposed simplification, shear force distributions, overturning moments, interstorey drifts and total inelastic deflections of shear walls with different aspect ratios, from 0.6 to 6.0, in six-, four- and two-storey buildings located in Quebec City were calculated and compared against the results obtained with iterative LDA and with ESFP. The results show that ESFP underestimates the storey shear at the top floor and overestimates the overturning moment at the base of a multi-storey light-frame wood structure in comparison with LDA. The results show that the simplified LDA can be used to optimize the design of mid-rise light-frame wood shear walls.

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Frenette, Caroline. "Analyse multicritère de compositions de mur à ossature légère en bois." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26642/26642.pdf.

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Payeur, Mario. "Influence des charges verticales sur les performances latérales des murs de refend en bois à ossature légère." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28074/28074.pdf.

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Abstract:

Dans un édifice à ossature légère, ce sont les diaphragmes et les murs de refend qui transfèrent les charges latérales à la fondation par cisaillement et par résistance au soulèvement. L’utilisation d’ancrage de retenue verticale permet de limiter le renversement et d’améliorer ainsi la résistance latérale du système. Par contre, ces ancrages sont rarement utilisés dans les constructions en ossature légère traditionnelles rendant généralement leur résistance inconnue. Un des facteurs limitant le renversement des murs partiellement ancrés est l’action des charges verticales. Une étude a été réalisée à l’Université Laval dans le but de déterminer l’influence des charges verticales appliquées au mur sur sa performance latérale. Les essais consistaient en 43 tests statiques et cycliques effectués sur des murs en ossature légère à échelle réelle avec et sans ancrage de retenue verticale. Les murs avaient une hauteur de 2,44 m et une longueur de 2,44 ou 4,88 m et étaient revêtus de panneaux OSB sur un côté. Trois intensités de charge de gravité ont été appliquées aux murs non ancrés : poids d’un toit, poids d’un étage et poids à appliquer pour prévenir tout renversement (correspondant à un mur ancré). Trois murs de 4,88 m avec ancrage ont été testés sous le poids d’un étage. Une série de contrôle de chaque configuration a été réalisée sans charge verticale selon les normes de l’ASTM. Les résultats ont démontré que l’application de charges verticales permet d’augmenter la résistance maximale des murs non ancrés peu importe le protocole de chargement. Une comparaison entre les différentes méthodes de calcul de la résistance latérale des murs soumis à des charges combinées a été faite avec une vérification expérimentale. Les résultats ont démontré que la méthode donnée dans CSA-O86 demeure conservatrice pour de faibles charges verticales, mais semble surestimer la capacité latérale d’environ 10% à des charges plus élevées. La méthode proposée par Källsner et al. est la plus conservatrice. Dans l’ensemble, les méthodes donnent une estimation raisonnable de la capacité des murs non ancrés utilisée en pratique. Le calcul de la flèche proposé par CSA-O86 a également été vérifié. Selon les résultats obtenus, ce calcul semble surestimer la rigidité des murs non ancrés. Afin de rester conservateur, une note devrait être ajoutée à la définition de la déformation des clous, en, mentionnant que la charge par clou doit être celle qui serait observée pour un mur ancré. Cette formulation est basée sur l’hypothèse que tous les clous dans le bas des panneaux atteingnent leur capacité ultime. Finalement, il a été observé qu’une augmentation de la charge verticale diminue le soulèvement des montants d’extrémité et augmente alors le travail des clous en périphérie. Une plus grande rotation des panneaux par rapport à l’ossature est alors observée. In light-frame buildings, it is diaphragms and shear walls that transfer the lateral forces to the foundation through shear and hold-down restraint. The use of hold-down anchoring devices limits the overturning and therefore improves the lateral resistance of the system. However, these anchors are rarely used in the traditional light-frame construction and the lateral resistance of such systems is largely unknown. One of the factors limiting the overturning of partially restrained walls is the action of the vertical loads. A study was performed at the Laval University aiming at the determination of the influence of the vertical load applied to a wall on its lateral performance. The experimentation program consisted of 43 static and cyclic racking tests on full-size light-frame walls with and without hold-downs. The walls were 2.44-m tall and 2.44-m and 4.88-m long fully sheathed with OSB panels on one side. Three intensities of the vertical dead load were applied to walls without hold-downs: roof load, one storey load and load needed to prevent any overturning (corresponding to a fully restrained wall). Three 4.88-m long walls with hold-downs were tested under one storey load. Control specimens of each configuration were tested without vertical load according to relevant ASTM standards. Results show that application of vertical loads improves maximum capacity of non-anchored walls regardless the load protocol. A comparison of various methods of calculation of the lateral resistance of walls under combined loads was done using experimental verification. The results show that the CSA-O86 method is conservative for low vertical loads, but seems to overestimate the lateral capacity up to 10% for higher loads. The Källsner method is the most conservative. Overall, the design methods give reasonable estimate of the capacity of non-anchored walls used in practice. The calculation of the wall deflections proposed by CSA-O86 was also verified. This formula seems to overestimate the rigidity of non-anchored walls. To stay conservative, a note should be added to the definition of nail deformation, en, indicating that the load per nail should be the one observed for an anchored wall. This formulation is based on the assumption that all sheathing-to-bottom plate nails reach its ultimate capacity. Finally, it was observed that increasing the vertical load decreases the amount of uplift of the chords and therefore increases the work of the nails along the perimeter of the panel, which allows greater rotation of the panels about the frame.

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Al-Gusab, Hussein Ali Hussein. "Modelisation des maisons à ossature en bois et remplissage en terre." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI027/document.

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Abstract:

Un modèle simplifié aux éléments finis a été proposé pour l'analyse des structures à ossature bois avec remplissage en pierres et mortier de terre en utilisant des modèles de comportement hystérétique pour les assemblages et certains éléments structuraux. Trois échelles différentes ont été définies pour l'identification et la validation des modèles hystérétiques: celle de l'assemblage, celle du mur de cisaillement et enfin celle de la structure complète en vraie grandeur. Le modèle calibré a été utilisé pour vérifier la correcte résistance aux séismes d'une maison traditionnelle Haïtienne à un étage ainsi que pour concevoir un exemple de bâtiment à deux étages utilisant les mêmes dispositifs constructifs A simplified finite element model was proposed for the analysis of timber-framed structures with infilling of rocks and clay morter by using hysteretic constitutive models for joints and structural elements. Three different scales were defined for the identification and validation of hysteretic models: connection, shear wall and full-scale building; comparisons of numerical and test results were performed at each scale. The calibrated model allowed assessing the earthquake-resistant performance of a traditional Haitian one-storey house and could be used for the design of a two-storey house

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Piot, Amandine. "Hygrothermique du bâtiment : expérimentation sur une maison à ossature bois en conditions climatiques naturelles et modélisation numérique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440510.

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Abstract:

Les maisons à ossature bois sont des structures particulièrement sensibles aux flux d'air et d'humidité. Des études récentes ont montré que de telles sollicitations peuvent dégrader la qualité et la durabilité d'un bâtiment. Après avoir décrit la physique des transferts couplés d'énergie et de masse, nous présentons le support expérimental de cette étude : une maison à ossature bois, de dimensions représentatives d'une construction réelle, qui a été construite sur une plate-forme d'exposition en extérieur. Cette cellule expérimentale a été instrumentée afin d'étudier le comportement hygrothermique des parois et de la pièce principale. Les données météorologiques sont relevées sur le site même. Plusieurs configurations ont été étudiées dans le cadre de ces travaux : parois avec et sans pare-vapeur ; climat interne avec ou sans chauffage, humidification ou ventilation. Des mesures de perméabilité à l'air de la cellule ont également été effectuées. Enfin, une campagne de détermination des caractéristiques des matériaux employés a été lancée. En parallèle de cette expérimentation, un modèle numérique de la cellule a été développé, basé sur le modèle existant HAM-tools. Le modèle est utilisé sur plusieurs séquences expérimentales. L'étude de la validité du modèle s'est faite par étapes : d'abord la paroi seule, puis couplée avec la zone, enfin le modèle de bardage. Nous présentons les résultats de la comparaison entre les mesures et les simulations numériques, et discutons de la validité du modèle et des limites imposées par l'expérimentation. Cette étude a notamment permis de mettre en évidence l'effet de sollicitations thermiques sur le comportement hygrique d'une paroi comportant un matériau hygroscopique, et montré la capacité du modèle développé à le décrire.

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Traoré, Issiaka. "Transferts de chaleur et de masse dans les parois des bâtiments à ossature bois." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10085/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la modélisation et la caractérisation des transferts de chaleur et de masse dans les parois multicouches des bâtiments à ossature bois. Un code instationnaire permettant de simuler les transferts de chaleur et de masse dans une lame d'air en géométrie bidimensionnelle, qui est un élément de la paroi multicouches, a été développé et validé. Les validations numériques en régimes transitoire et stationnaire ont porté sur la totalité des modes de transfert (conduction, écoulement en convection naturelle et forcée, rayonnement entre surfaces, transfert massique et condensation surfacique). Ensuite, ce code intégrant la présence d'une lame d'air dans la paroi a été couplé au code Transpore développé au LERFOB. Ce dernier traite rigoureusement les transferts dans les matériaux solides hygroscopiques. Pour la validation expérimentale du code complet couplé, une cellule expérimentale a été construite et instrumentée pour étudier le comportement hygrothermique des parois étudiées. Cette cellule, régulée thermiquement et hygroscopiquement en température et en humidité relative, a été mise en place au CRITT BOIS d'Epinal. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux et numériques sont également présentées et discutées. De nombreuses campagnes de caractérisation thermique sur divers matériaux (isolants à base de fibres de bois, bois massifs, ...) ont également été menées. L'influence de la température et de l'humidité sur la conductivité thermique et la chaleur spécifique a été largement analysée This thesis focuses on modeling and characterization of heat and mass transfer in a wooden building envelope. A code which simulates unsteady heat and mass in an air layer in two-dimensional geometry, which is part of the multi-layer wall, was developed and validated. Numerical validations that include all transfer modes were achieved for unsteady and steady states regimes (conduction, convection, surface-to-surface radiation, mass transfer and surface condensation). Then, the code developed for the air layer at the LEMTA was coupled to the code Transpore used at the LERFOB. The latter one deals with the transfer in hygroscopic solid materials. For the experimental validation of the fully coupled code, an experimental cell was constructed and instrumented to study the hygrothermal behavior of the studied walls. This cell which is thermally and hygroscopicly controlled was set up at the CRITT BOIS. Comparisons between the experimental and numerical results are presented and discussed. Besides, several experiments of thermal characterization of various materials (insulators containing wood fibers, solid wood ...) were also conducted. The influence of temperature and moisture on thermal conductivity and specific heat was largely investigated

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Blondin, Frédéric, and Frédéric Blondin. "Caractérisation du risque incendie de la paille compressée comme isolant d'une structure en bois." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34458.

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Abstract:

De nombreux programmes de construction écologique ont vu le jour depuis la dernière décennie visant à promouvoir la construction de bâtiments plus durables. Considérant que les matériaux biosourcés peuvent aider à réduire l’empreinte environnementale des bâtiments, il est judicieux d’en étendre leur utilisation. Un récent engouement s’est créé pour les sous-produits de culture céréalière en guise de remplacement aux fibres isolantes non renouvelables dans les structures en bois. De nombreux chercheurs ont étudié certaines isolations naturelles alternatives utilisées de nos jours. En comparaison aux matériaux d’isolations commerciaux, ces matériaux ont un impact environnemental remarquablement faible. Dans cette optique, l’utilisation de la paille compressée comme isolant offre un très faible impact dans l’analyse de son cycle de vie. Cependant, la sécurité incendie a toujours été une grande préoccupation pour les constructeurs utilisant des matériaux naturels combustibles. L'objectif de cette étude est de documenter le risque incendie de la paille compressée lorsqu'elle est utilisée comme matériau isolant dans des assemblages à ossature en bois. Trois densités de paille comprimée (75, 125 et 175 kg/m3) ont été sélectionnées pour évaluer leurs propriétés de combustion et leur conductivité thermique, en essayant de déterminer laquelle avait la meilleure combinaison de propriétés. La paille de la densité sélectionnée a ensuite été comparée aux matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché pour comparer leur risque d'incendie. Par la suite, cet isolant de même densité a été testé dans un assemblage à ossature en bois à moyenne échelle pour évaluer l'impact de sa charge combustible comparativement à un matériau d'isolation incombustible. Les résultats ont démontré que la paille compressée d'une densité de 75 kg/m3 avait les meilleures propriétés de combustion et d'isolation. Les résultats suggèrent que la paille compressée aurait très probablement un meilleur comportement au feu par rapport à ceux des matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché. Malgré la nature combustible de la paille compressée, l'impact de sa charge combustible dans un système de construction en bois a été moins important que prévu. Les propriétés de combustion de la paille compressée étant moins dangereuses que les matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché, ainsi que l'impact de sa charge calorifique dans une structure à ossature de bois, l'utilisation de ce matériau comme isolant principal dans un bâtiment est, par bonne conception, gérable sans augmenter les risques De nombreux programmes de construction écologique ont vu le jour depuis la dernière décennie visant à promouvoir la construction de bâtiments plus durables. Considérant que les matériaux biosourcés peuvent aider à réduire l’empreinte environnementale des bâtiments, il est judicieux d’en étendre leur utilisation. Un récent engouement s’est créé pour les sous-produits de culture céréalière en guise de remplacement aux fibres isolantes non renouvelables dans les structures en bois. De nombreux chercheurs ont étudié certaines isolations naturelles alternatives utilisées de nos jours. En comparaison aux matériaux d’isolations commerciaux, ces matériaux ont un impact environnemental remarquablement faible. Dans cette optique, l’utilisation de la paille compressée comme isolant offre un très faible impact dans l’analyse de son cycle de vie. Cependant, la sécurité incendie a toujours été une grande préoccupation pour les constructeurs utilisant des matériaux naturels combustibles. L'objectif de cette étude est de documenter le risque incendie de la paille compressée lorsqu'elle est utilisée comme matériau isolant dans des assemblages à ossature en bois. Trois densités de paille comprimée (75, 125 et 175 kg/m3) ont été sélectionnées pour évaluer leurs propriétés de combustion et leur conductivité thermique, en essayant de déterminer laquelle avait la meilleure combinaison de propriétés. La paille de la densité sélectionnée a ensuite été comparée aux matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché pour comparer leur risque d'incendie. Par la suite, cet isolant de même densité a été testé dans un assemblage à ossature en bois à moyenne échelle pour évaluer l'impact de sa charge combustible comparativement à un matériau d'isolation incombustible. Les résultats ont démontré que la paille compressée d'une densité de 75 kg/m3 avait les meilleures propriétés de combustion et d'isolation. Les résultats suggèrent que la paille compressée aurait très probablement un meilleur comportement au feu par rapport à ceux des matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché. Malgré la nature combustible de la paille compressée, l'impact de sa charge combustible dans un système de construction en bois a été moins important que prévu. Les propriétés de combustion de la paille compressée étant moins dangereuses que les matériaux d'isolation combustibles disponibles sur le marché, ainsi que l'impact de sa charge calorifique dans une structure à ossature de bois, l'utilisation de ce matériau comme isolant principal dans un bâtiment est, par bonne conception, gérable sans augmenter les risques Many green building programs have emerged since the last decade to promote the construction of more sustainable buildings. Considering those biobased materials can help reduce the environmental footprint of buildings, it is wise to expand their use. A recent craze has emerged for cereal crop byproducts as a substitute for nonrenewable insulation fibers in wood structures. Many researchers have studied some of the alternative natural insulation materials used today. Compared to commercial insulation materials, these materials have a remarkably low environmental impact. In this context, the use of compressed straw as insulation offers a very low impact in the analysis of its life cycle. However, fire safety has always been a big concern for builders using natural combustible materials. The objective of this study is to document the fire hazard of compressed straw when it is used as an insulating material in wood frame assemblies. Three compressed straw densities (75, 125 and 175 kg/m3) were selected to evaluate their combustion properties and thermal conductivity, in attempt to determine which had the best combination of properties. The selected density straw was then compared to commercially available combustible insulation materials to compare their fire risk. Subsequently, this same density straw was tested in a medium-scale wood frame assembly to evaluate the impact of its fuel load comparatively to a non-combustible insulation material. The results showed that compressed straw with a density of 75 kg/m3 had the best properties of combustion and insulation. The results suggest that compressed straw would most likely have better fire performance compared to combustible insulation materials available on the market. Despite the combustible nature of the compressed straw, the impact of its fuel load in a wooden construction system was less than expected. Because the burning properties of compressed straw are less hazardous than commercially available combustible insulation materials and the impact of its heat load in a wood frame structure, the use of this material as an insulator in a building is, by design, manageable without increasing risks. Many green building programs have emerged since the last decade to promote the construction of more sustainable buildings. Considering those biobased materials can help reduce the environmental footprint of buildings, it is wise to expand their use. A recent craze has emerged for cereal crop byproducts as a substitute for nonrenewable insulation fibers in wood structures. Many researchers have studied some of the alternative natural insulation materials used today. Compared to commercial insulation materials, these materials have a remarkably low environmental impact. In this context, the use of compressed straw as insulation offers a very low impact in the analysis of its life cycle. However, fire safety has always been a big concern for builders using natural combustible materials. The objective of this study is to document the fire hazard of compressed straw when it is used as an insulating material in wood frame assemblies. Three compressed straw densities (75, 125 and 175 kg/m3) were selected to evaluate their combustion properties and thermal conductivity, in attempt to determine which had the best combination of properties. The selected density straw was then compared to commercially available combustible insulation materials to compare their fire risk. Subsequently, this same density straw was tested in a medium-scale wood frame assembly to evaluate the impact of its fuel load comparatively to a non-combustible insulation material. The results showed that compressed straw with a density of 75 kg/m3 had the best properties of combustion and insulation. The results suggest that compressed straw would most likely have better fire performance compared to combustible insulation materials available on the market. Despite the combustible nature of the compressed straw, the impact of its fuel load in a wooden construction system was less than expected. Because the burning properties of compressed straw are less hazardous than commercially available combustible insulation materials and the impact of its heat load in a wood frame structure, the use of this material as an insulator in a building is, by design, manageable without increasing risks.

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Bohineust, Xavier. "Développement de méthodes de mesures d'intensité acoustique : application à l'étude du rayonnement et des transmissions dans les structures à ossature bois." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI258.

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Abstract:

Les mécanismes de transmission acoustiques directes et latérales dans les bâtiments et les structures industrielles sont grandement dépendants de la nature des structures, des liaisons entre panneaux et des couplages acousto-vibratoires entre structures et cavités. Lorsqu'il est nécessaire d'effectuer une analyse détaillée du rayonnement et des caractéristiques acousto-vibratoires du bâtiment ou de la machine sur site, alors les mesures d'intensité acoustique pourraient être très utiles. Mais, une des limitations de la méthode de mesure classique de l'intensité rayonnée par une source donnée, de celle provenant de sources parasites pouvant créer notamment des champs acoustiques interactifs. La technique de mesure sélective de l'intensité proposée par Bucherger a été développée, étudiée dans la présente thèse. Les expressions analytiques des intensités actives réactives, interactives ont également été développées. Le traitement et l'acquisition des signaux a été programmé et implanté sur mini-ordinateur. Des expérimentations ont été réalisées pour qualifier les erreurs résultant du processus expérimental et les erreurs aléatoires. Une méthode référentielle de correction du déphasage instrumental a été proposée et développée. L'application et la validation de la méthode intensimétrique sélective référentielle a été testée, appliquée et validée sur une cellule à ossature bois échelle 1 installée dans un site bruyant The mechanisms of direct and flanking acoustical transmissions in building or industrial structures are highly dependent of the nature of the structure, the connections between pannels, the acoustical and vibrating coupling between structure cavity. When a detailed diagnosis of radiation and transmission characteristic is required while the building or machine on site. Acoustic intensity measurement could be very useful. But a limitation of the standard two-microphone acoustic intensity method is its inhability to distinguish the radiated intensity of a source in the presence of extra sources creating interactive intensity field. The selective technique of acoustic intensity proposed by Bucheger has been developped and studied in the present thesis. The analytical expressions of active, reactive, inter-actived and inter-reactive intensities have been developped. Signal processing has been processed and implanted on micro-computer. Experimental studies of the bias and statistical errors have been made. Referential phase correction methods of the two microphone intensity probe has been proposed and developped. Application and validation of the referential selective inetensity method has been implemented on a full size model wood frame building

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Boudaud, Clément. "Analyse de la vulnérabilité sismique des structures à ossature en bois : essais expérimentaux, modélisation numérique, calculs parasismiques." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENI108/document.

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Abstract:

Les travaux de thèse visent à améliorer les connaissances sur le comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois. Le comportement de ces bâtiments sous sollicitations sismiques est lié à celui de ses assemblages par connecteurs métalliques (pointes, vis, équerres, etc.). La modélisation numérique d'une telle structure s'appuie sur une démarche multi-échelles, afin de représenter les comportements locaux à l'échelle de l'ouvrage. Trois échelles sont définies. Échelle 1 : assemblages, échelle 2 : éléments de structure (mur, plancher, toiture), échelle 3 : bâtiment. A chaque échelle, une loi de comportement dédiée (hystérétique avec endommagement) permet la modélisation. Les calages ou validations s'appuient sur des campagnes d'essais expérimentaux. Diverses configurations de spécimen et divers chargements sont testés afin de construire une vaste base de données de résultats. Les essais sur les assemblages par connecteurs métalliques ont permis le calage du modèle numérique à l'échelle 1. Un modèle éléments finis (EF) détaillé de mur est validé expérimentalement en quasi-statique et en dynamique. Un modèle EF simplifié de mur (macro) permet de passer à l'échelle du bâti. Cet élément macro, calibré sur le modèle détaillé, permet de reproduire avec une précision satisfaisante le comportement dynamique d'un mur. L'assemblage d'éléments de murs (pleins ou avec ouverture) permet de tendre vers la modélisation tridimensionnelle d'une structure. Ce modèle numérique de structure permettra d'étudier, localement et globalement, le comportement parasismique des constructions à ossature bois afin de proposer des dispositifs constructifs et un dimensionnement adaptés à ces ouvrages en zone sismique This research aims at a better understanding of the vulnerability of timber-frame buildings against earthquakes. The behavior of these structures under seismic loading relies on their joints with metal fasteners (nails, screws, 3 dimensionnal connections, etc.). The numerical modeling of such a structure is based on a multi-scale approach, which allows to take into account the local behaviors at the structural scale. Three scales are defined: Scale 1: joints, scale 2: structural elements (shear walls, floors, roofs), scale 3: buildings. At each scale, a behavior law (hysteretic with damage) is used. The calibrations or validations are based on experimental tests. Tests on joints with metal fasteners are used to calibrate the numerical model at scale 1. A detailed finite elements (FE) model of shear wall is developped and its predictions are confronted to quasi-static and dynamic experimental results for validation. A simplified FE model of shear wall (macro element) is used to generate a numerical model at the building scale. This macro element, calibrated on the detailed FE model, accurately reproduces the dynamic behavior of a shear wall despite its simplicity. The numerical model of timber-frame buildings will be used to study, locally and globally, their behavior against earthquake in order to propose construction details and design adapted to these structures in seismic areas

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Hurel, Nolwenn. "Impact des infiltrations d'air sur les performances des bâtiments : focus sur l'étude expérimentale dans les parois ossature bois." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAA018/document.

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Abstract:

Une mauvaise étanchéité à l’air dans un bâtiment peut entraîner des surconsommations énergétiques et poser un certain nombre de problèmes tels que l’apparition de moisissures dans les murs ou encore une mauvaise qualité de l’air intérieur. Les constructions à ossature bois sont particulièrement sujettes aux infiltrations d’air, d’où la nécessité de mieux comprendre ces phénomènes et leurs conséquences afin que ces bâtiments puissent respecter les normes d’étanchéité de plus en plus strictes. Cette étude contribue par plusieurs aspects et à différentes échelles à l’évaluation de l’impact des infiltrations d’air sur les performances d’un bâtiment.Les infiltrations d’air à travers l’enveloppe peuvent perturber le bon fonctionnement de la ventilation mécanique et augmenter les pertes thermiques. Cette problématique est d’abord traitée numériquement à l’échelle du bâtiment, avec l’étude d’une grande variété de maisons et de conditions météorologiques. Des modèles simplifiés applicables à tout niveau d’étanchéité ont été établis pour la prise en compte des infiltrations naturelles dans les calculs de débit total de ventilation. Une plus petite échelle est ensuite considérée pour l’étude de l’étanchéité à l’air, avec la caractérisation expérimentale de parois ossature bois, de matériaux et de détails de construction, notamment grâce à la construction d’un banc d’essai adapté. Un certain nombre de tests de pressurisation ont permis de quantifier les fuites d’air induites par des défauts d’étanchéité spécifiques et peuvent être utilisés pour les simulations numériques à l’échelle du bâtiment.L’impact des infiltrations d’air sur les performances hygrothermiques d’une paroi est intimement lié à la dispersion de l’air à l’intérieur de celle-ci, mais il y a actuellement un manque d’études et de techniques expérimentales pour la déterminer. Une nouvelle méthode a donc été développée, à savoir l’utilisation de microparticules de fluorescéine comme traceur à l’intérieur des isolants. L’établissement de cartographies de la concentration en fluorescéine a permis d’étudier l’impact de certains paramètres tels que la vitesse d’air, le matériau isolant ou encore la géométrie sur les infiltrations d’air, et a mis en évidence des phénomènes tels que l’apparition de lames d’air entre les composants de la paroi. Par ailleurs un modèle du transport des particules de fluorescéine a été développé et couplé à un modèle CFD pour des analyses plus fines du chemin de l’air.Enfin, une étude de cas a été effectuée sur des parois simplifiées afin de comparer les différentes méthodes expérimentales, de vérifier leur applicabilité à l’étude du chemin de l’air, et d’obtenir des données pour la validation de modèles numériques. La dispersion de l’air en entrée/sortie de l’isolant a été étudiée par thermographie infrarouge et PIV. Le chemin de l’air à l’intérieur de l’isolant a lui été étudié par 3 techniques : des mesures de température avec des thermocouples ; d’humidité relative avec des capteurs capacitifs SHT 75 ; et l’utilisation de microparticules de fluorescéine. Les avantages et inconvénients de chaque méthode ont été identifiés pour aider à sélectionner la plus adaptée pour de futures études Poor airtightness in buildings can lead to an over-consumption of energy and to many issues such as moisture damage and poor indoor climate. The timber frame constructions are particularly subject to air leakage and further knowledge in this field is needed to meet the regulation requirements tightened by the development of low-energy and passive houses. This study focuses on the impact of air infiltration on the buildings’ performance, both at the building and the wall assembly scales.The air infiltration through the envelope can disrupt the proper functioning of mechanical ventilation and increase the global energy load. This issue was first investigated numerically at the building scale on a wide range of housing and weather conditions. Simplified models working across the whole airtightness spectrum were established for the inclusion of natural infiltration in buildings’ total ventilation rate calculations. The airtightness was then considered at a smaller scale with the experimental characterization of timber frame wall assemblies, components and construction details, in particular with an original test set-up built for this purpose. A number of pressurization tests enabled to quantify the additional leakage air flow induced by specific airtightness defects and may be of use for building scale numerical simulations.The impact of air infiltration on the hygro-thermal performance of a wall is closely linked to the air dispersion inside it, but there is a lack of experimental studies and methods for the air path investigation. A new technique has therefore been developed, consisting in an innovative use of fluorescein micro-particles as tracer inside the insulation material. It was first applied to specific configurations: straight/angled air channels in contact with porous media. A simple analysis of the fluorescein concentration mappings enabled to investigate the impact of parameters such as the flow velocity, the insulation material and the geometry on the air infiltration in the glass wool, and gave evidences of phenomena such as the appearance of thin air gaps between the components of the wall. A fluorescein transport model was developed and coupled to a CFD model for finer analysis.Finally a case study on simple wall assemblies was carried out to compare experimental techniques, to verify their applicability to the air path study and to provide data for possible numerical model validation. The air dispersion at the inlet/outlet of the insulation was studied with both infrared thermography and the PIV. The air path inside the insulation layer was investigated using three experimental approaches: a temperature monitoring with thermocouples; a relative humidity monitoring with capacitive sensors SHT 75; and the use of fluorescein tracer micro-particles. The respective benefits and limitations of the various methods were identified to help in the selection of the most appropriate one for further studies

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André, Nicolas. "Méthodologie d'analyse mécanique des structures bois du patrimoine : application à la réhabilitation d'un beffroi." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12683.

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Abstract:

Ce travail s'est inscrit dans le cadre d'un projet national ayant pour thème "Estimation non destructive, stratégie d'analyse mécanique des structures bois anciennes". Le souci de conservation du Patrimoine, très présent en Europe, justifie pleinement ce projet. Actuellement, seuls le bon sens de l'expert et l'inspection visuelle (emploi d'outils rudimentaires) sont employés pour le diagnostic d'une structure bois du Patrimoine. Cependant, la connaissance empirique de l'expert est de plus en plus souvent remise en cause par le souci de sécurité du maître d'ouvrage. Pour une intervention, le seul recours est la vérification du dimensionnement de l'ouvrage par des règles de vérification des structures bois modernes, règles dont le modèle mécanique ne prend pas en compte les spécificités des structures bois du Patrimoine. Ainsi, une structure peut être renforcée ou remplacée parce qu'elle ne satisfait pas aux normes actuelles. Dans ce travail, nous avons montré l'importance que revêt la construction d'un modèle mécanique précis et propre à chaque structure bois du Patrimoine nécessitant un diagnostic. Pour ce faire, nous avons développé une méthodologie d'analyse mécanique basée sur : ? la modélisation de la structure par les éléments finis, ? la détermination des paramètres ou éléments critiques du modèle par les plans d'expériences, ? l'identification de ces paramètres in situ par des essais d'END :- directs,- optimisés par les algorithmes génétiques. Nous avons validé cette méthodologie par la remise en service du beffroi d'une église Preservation of the cultural heritage is an important issue in European countries. Actually, only visual inspection (use of basic tools) and common sense of the surveyor are used to diagnose an old timber structure. In this work, we emphasized the construction of a sharp and fitted mechanical model for each old timber structure diagnosed. Thus, we developed a mechanical analysis methodology based on: ? finite element modelling of the structure, ? determination of the model's influential parameters by design of experiment,? in situ identification of these parameters by NDE tests: - direct,- optimized by the genetics algorithms. We validated this methodology by renovating a wooden bell-tower

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Verdret, Yassine. "Analyse du comportement parasismique des murs à ossature bois : approches expérimentales et méthodes basées sur la performance sismique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0010/document.

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Abstract:

Ce mémoire présente les travaux de thèse visant à étudier le comportement parasismique des éléments de murs à ossature en bois aux travers d’approches expérimentales et du développement d’une méthodologie d’application de méthodes basées sur la performance sismique. Les approches expérimentales sont constituées de trois campagnes d’essais : (1) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle d’assemblages agrafés et pointés, (2) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle de l’élément de mur à ossature en bois et (3) une série d’essais dynamiques sur table vibrante. La base de données constituée par les résultats d’essais permet alors l’examen des propriétés de résistance et de raideur des éléments de murs suivant les conditions de sollicitation (vitesse d’essai, chargement vertical). Le développement d’une modélisation à l’échelle macro du comportement cyclique et dynamique de tels éléments est également proposé à l’aide de modèles de loi de comportement hystérétiques. Une méthodologie d’application aux structures à ossature bois de méthodes basées sur la performance sismique (méthode N2 et MPA) ainsi qu’une analyse de vulnérabilité - construction de courbes de fragilité - à l’aide de la méthode N2 sont proposées This thesis presents a study of the seismic behavior of light timber frame walls with stapled and nailed sheathings through experimental approaches and the development of a methodology for the application of seismic performance-based methods. The experimental approaches consist of three test campaigns: (1) a series of static tests on stapled and nailed connections, (2) a series of static tests performed on light timber frame walls and (3) a series of dynamic tests performed on light timber frame walls on a vibrating table. The database consists of these test results then allows the examination of strength and stiffness properties of the wall elements according to the stress conditions (strain rate, vertical load). The development of a macro-scale modeling of the cyclic and dynamic behavior of such elements is also proposed using constitutive law models. A framework of the application to light timber frame structures of seismic performance-based methods based (N2 method and MPA method) and a vulnerability analysis - fragility curves - using the N2 method are proposed

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Vieux-Champagne, Florent. "Analyse de la vulnérabilité sismique des structures à ossature en bois avec remplissage : essais expérimentaux - modélisation numérique - calculs parasismiques." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI085/document.

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Abstract:

Les séismes constituent une source d’aléas importante pour l’étude de la vulnérabilité d’unbâtiment. Le comportement parasismique des bâtiments à ossatures en bois est particulièrementintéressant. Deux familles de structure à ossature en bois peuvent être distinguées : les ossaturesutilisant les produits industriels que sont les panneaux en bois reconstitué servant à contreventerla structure et les connecteurs métalliques, et les ossatures traditionnelles avec remplissage reposantsur des techniques de construction anciennes et dépendantes du contexte local. L’efficacitédu comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois traditionnels avec remplissagereste encore peu reconnue en raison du manque de résultats issus des travaux de recherche.Les travaux présentés dans cette thèse visent ainsi à améliorer les connaissances sur le comportementparasismique de cette typologie constructive. Partant de l’hypothèse selon laquellece comportement est gouverné par la réponse des assemblages par connecteurs métalliques, uneapproche multi-échelles, couplant études expérimentales et études numériques est développée.Elle détaille l’analyse à l’échelle 1 de la connexion, en passant par l’échelle 2 des cellules élémentaires,constitutives des murs, par l’échelle 3 des murs de contreventement pour se finaliserà l’échelle 4 du bâtiment dans son ensemble.Sur le plan expérimental, cette approche permet d’une part, de réaliser des études paramétriqueset ainsi d’appréhender l’influence de la réponse de chaque élément (bois, clous, feuillard,remplissage, contreventement, ouvertures) sur le comportement local (échelles 1 et 2) et global(échelles 3 et 4) de la structure. D’autre part, elle permet de fournir une base de données pourla validation des modélisations numériques aux différentes échelles.Sur le plan de la modélisation numérique, cette approche multi-échelles est fondée sur la priseen compte du comportement non-linéaire hystérétique des assemblages à l’échelle supérieure, parl’intermédiaire d’un macro-élément, développé dans la cadre de la méthode des éléments finis.Ainsi, grâce à une modélisation simplifiée (assemblage des macro-éléments), le calcul est rapide,aussi bien à l’échelle du mur qu’à celle du bâtiment, et intègre les phénomènes non-linéaire locaux.Le modèle peut ainsi prédire de manière relativement précise le comportement dynamique de lastructure complète à l’échelle 4, testée sur table vibrante.L’étude présentée dans ce manuscrit fait partie des travaux précurseurs relatifs à l’analysede la vulnérabilité sismique des ossatures bois avec remplissage. Cette étude débouche sur denombreuses perspectives pour l’analyse de cette typologie constructive. Elle confirme que les bâtimentsà ossatures en bois avec remplissage ont un comportement parasismique très performant The seismic vulnerabilty is an important issue in the design of a building. The seismicresistant behavior of timber-framed structures is particularly relevant. Two types of timberframedstructures can be distinguished : the timber-framed structures using industrial products,such as wood-products panels used to brace the structure or metal fasteners, and traditionaltimber-framed structures included infill made of natuarl materials (earth or stones masonry).The seismic resistant behavior efficiency of traditional structures remains poorly recognizedbecause of the lack of research results on this kind of construction.Therefore, the thesis aims at improving the seismic behavior knowledge of timber-framedmasonry. Based on the assumption that their behavior is driven by the response of the metalfasteners connections, a multi-scale approach is proposed. It couples experimental and numericalstudies. At the scale 1 of the connection, at the scale 2 of the elementary constitutive cell ofwalls, at the scale 3 of structural elements such as shear walls and finally at the scale 4 of theentire building.In regards to the experimental work, this method allows, on the one hand, to perform parametricstudies and to analyze the influence of each element (wood member, nails, steel strip,infill, bracing, openings) on the local behavior (scales 1 and 2) and on the global behavior(scales 3 and 4) of the structure. On the other hand, it allows to provide a database to validatethe numerical modeling at each scale.In regards to the numerical work, this multi-scale approach allows to take into account thehysteretic behavior of joints in the development of a macro-element at the scale 2. Thus, thanksto a simplified finite element modeling (macro-element assembly), the computational cost islimited and it allows to take into account the local phenomena. The model is able to predictrelatively accurately the dynamic behavior at the scale 4 of the building, tested on a shakingtable.The study, presented herein, is one of the pioneer work that deals with the analysis of theseismic vulnerability of timber-framed structures with infill panels. This study provides outlookfor the analysis of this type of buildings. It confirms that the timbered masonry structures havea relevant seismic resistant behavior

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Talbi, Nabil. "Modélisation du comportement semi-rigide d'un connecteur métallique sous sollicitations statiques." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMP883S.

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Abstract:

Dans la construction à ossature bois, les structures utilisées présentent un caractère de plus en plus hyperstatique et leur dimensionnement repose principalement sur des critères en déformation. Il est alors nécessaire d'estimer au mieux la raideur de ces structures. Si la continuité entre les barres peut être assurée dans les systèmes treillis métalliques (soudage), il n'en est pas de même sur les systèmes bois ou la raideur globale de la structure dépend alors a plus de 40% des assemblages utilises. On est alors confronte a un problème de glissement des assemblages pris en compte dans la plupart des règles de dimensionnement en majorant les déformations élastiques du bois d'un facteur 2 par le biais du module d'Young. Cette méthode pénalise fortement l'utilisation du bois dans la construction, lui attribuant fictivement des propriétés mécaniques médiocres. Dans ce travail, sur la base des travaux de Foschi, l'assemblage bois/bois est considère comme une liaison semi-rigide non-linéaire. En général les modes de rupture observes, d'un assemblage par connecteur a dents en traction, durant les essais des différents laboratoires se résument en trois catégories: Déchaussement des plaques des pièces de bois. Cisaillement du bois sous l'action de la force de traction. Cisaillement de la plaque en deux parties. Le CTBA (centre technique du bois et de l'ameublement) et l'UTC (université technologique de Compiègne) ont voulu étudier de plus près le déchaussement des connecteurs à dents

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Boudaud, Clément. "Analyse de la vulnérabilité sismique des structures à ossature en bois." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00830133.

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Abstract:

Les travaux de thèse visent à améliorer les connaissances sur le comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois. Le comportement de ces bâtiments sous sollicitations sismiques est lié à celui de ses assemblages par connecteurs métalliques (pointes, vis, équerres, etc.). La modélisation numérique d'une telle structure s'appuie sur une démarche multi-échelles, afin de représenter les comportements locaux à l'échelle de l'ouvrage. Trois échelles sont définies. Échelle 1 : assemblages, échelle 2 : éléments de structure (mur, plancher, toiture), échelle 3 : bâtiment. A chaque échelle, une loi de comportement dédiée (hystérétique avec endommagement) permet la modélisation. Les calages ou validations s'appuient sur des campagnes d'essais expérimentaux. Diverses configurations de spécimen et divers chargements sont testés afin de construire une vaste base de données de résultats. Les essais sur les assemblages par connecteurs métalliques ont permis le calage du modèle numérique à l'échelle 1. Un modèle éléments finis (EF) détaillé de mur est validé expérimentalement en quasi-statique et en dynamique. Un modèle EF simplifié de mur (macro) permet de passer à l'échelle du bâti. Cet élément macro, calibré sur le modèle détaillé, permet de reproduire avec une précision satisfaisante le comportement dynamique d'un mur. L'assemblage d'éléments de murs (pleins ou avec ouverture) permet de tendre vers la modélisation tridimensionnelle d'une structure. Ce modèle numérique de structure permettra d'étudier, localement et globalement, le comportement parasismique des constructions à ossature bois afin de proposer des dispositifs constructifs et un dimensionnement adaptés à ces ouvrages en zone sismique.

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Riahi, Hassen. "Analyse de structures à dimension stochastique élevée : application aux toitures bois sous sollicitation sismique." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00881187.

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Abstract:

Le problème de la dimension stochastique élevée est récurrent dans les analyses probabilistes des structures. Il correspond à l'augmentation exponentielle du nombre d'évaluations du modèle mécanique lorsque le nombre de paramètres incertains est élevé. Afin de pallier cette difficulté, nous avons proposé dans cette thèse, une approche à deux étapes. La première consiste à déterminer la dimension stochastique efficace, en se basant sur une hiérarchisation des paramètres incertains en utilisant les méthodes de criblage. Une fois les paramètres prépondérants sur la variabilité de la réponse du modèle identifiés, ils sont modélisés par des variables aléatoires et le reste des paramètres est fixé à leurs valeurs moyennes respectives, dans le calcul stochastique proprement dit. Cette tâche fut la deuxième étape de l'approche proposée, dans laquelle la méthode de décomposition de la dimension est utilisée pour caractériser l'aléa de la réponse du modèle, par l'estimation des moments statistiques et la construction de la densité de probabilité. Cette approche permet d'économiser jusqu'à 90% du temps de calcul demandé par les méthodes de calcul stochastique classiques. Elle est ensuite utilisée dans l'évaluation de l'intégrité d'une toiture à ossature bois d'une habitation individuelle installée sur un site d'aléa sismique fort. Dans ce contexte, l'analyse du comportement de la structure est basée sur un modèle éléments finis, dans lequel les assemblages en bois sont modélisés par une loi anisotrope avec hystérésis et l'action sismique est représentée par huit accélérogrammes naturels fournis par le BRGM. Ces accélérogrammes permettent de représenter différents types de sols selon en se référant à la classification de l'Eurocode 8. La défaillance de la toiture est définie par l'atteinte de l'endommagement, enregistré dans les assemblages situés sur les éléments de contreventement et les éléments d'anti-flambement, d'un niveau critique fixé à l'aide des résultats des essais. Des analyses déterministes du modèle éléments finis ont montré que la toiture résiste à l'aléa sismique de la ville du Moule en Guadeloupe. Les analyses probabilistes ont montré que parmi les 134 variables aléatoires représentant l'aléa dans le comportement non linéaire des assemblages, 15 seulement contribuent effectivement à la variabilité de la réponse mécanique ce qui a permis de réduire la dimension stochastique dans le calcul des moments statistiques. En s'appuyant sur les estimations de la moyenne et de l'écart-type on a montré que la variabilité de l'endommagement dans les assemblages situés dans les éléments de contreventement est plus importante que celle de l'endommagement sur les assemblages situés sur les éléments d'anti-flambement. De plus, elle est plus significative pour les signaux les plus nocifs sur la structure.

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Labat, Matthieu. "Chaleur - Humidité - Air dans les maisons à ossature bois : Expérimentation et modélisation." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00790809.

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Abstract:

L'évolution actuelle des exigences en termes de performance énergétique des bâtiments a fait apparaître de nouveaux enjeux et problématiques scientifiques, dont ceux liés à l'humidité. Cette étude s'appuie sur une cellule expérimentale construite sur la technologie des maisons à ossature bois et soumise aux conditions climatiques réelles de Grenoble. L'instrumentation de ce bâtiment et le suivi de l'évolution en température et en humidité dans les différentes couches de l'enveloppe permettent de définir des séquences nécessaires à la validation de modèles numériques. Dans cet objectif, un modèle existant nommé HAM-Tools a été utilisé pour simuler les transferts couplés de chaleur, d'air et d'humidité à l'échelle du bâtiment. La démarche de validation a été décomposée en plusieurs étapes, de manière à cibler des transferts spécifiques et d'en améliorer la modélisation. Ces études localisées concernent les transferts couplés de chaleur et de masse à travers les parois solides, la modélisation des transferts de chaleur à travers une lame d'air ventilée et enfin la modélisation du renouvellement de l'air intérieur en conditions naturelles. Pour estimer la précision globale du modèle, c'est-à-dire à l'échelle du bâtiment, une séquence expérimentale a été simulée en prenant en compte l'ensemble des transferts couplés simultanément. Les performances du modèle sont discutées à partir des mesures locales, c'est-à-dire dans les parois, puis globales. La bonne concordance entre mesures et résultats de simulation permet de conclure sur la validité et la généricité de la démarche mise en œuvre et les hypothèses de simulation. Plus particulièrement, il est apparu que l'outil de modélisation permet de prédire correctement le comportement moyen des parois en humidité et en température. Il est donc envisageable de l'utiliser pour simuler et estimer l'impact des constituants des parois en termes de durabilité, de performances énergétiques et de confort de l'occupant.

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Wadi, Husam. "Structural behaviour of lateral load-carrying capacity of timber frame walls filled with hemp concrete : experimental study and numerical analysis." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC038/document.

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Abstract:

Les projets de construction sont aujourd'hui confrontés à des défis importants pour réduire la grande quantité d'énergie employée quotidiennement pour les utilisations tels que le chauffage, l'électricité et l'eau chaude dans les bâtiments résidentiels et commerciaux, en particulier en Europe. De nombreux règlements de construction encouragent l'utilisation des matériaux biosourcés puisqu’ils semblent avoir des propriétés physiques supérieures en terme d'efficacité énergétique dans le secteur de la construction. L'utilisation de matériaux à faible teneur en carbone dans des structures telles que le béton de chanvre améliore le niveau d'isolation ainsi que l'absorption acoustique et diminue le poids de la structure du bâtiment, car ce matériau naturel fournit un agrégat à faible densité. Cette étude concerne le comportement mécanique de murs en bois, réalisés avec des planches croisées en bois CLT et des murs à panneaux d’OSB, sous l’effet de forces horizontales de cisaillement. Une approche théorique a été proposée pour prédire la performance latérale de la paroi CLT par rapport aux charges latérales ainsi qu’une comparaison entre les résultats théoriques et expérimentaux a été effectuée. Des essais expérimentaux ont été réalisés sur des murs de bois ayant deux formes différentes pour étudier et mettre en évidence les paramètres qui affectent significativement la résistance latérale du béton de chanvre en tant que matériau de remplissage. Des montants verticaux et des éléments de contreventement diagonaux de 2,5 mètres de hauteur et 1,25 mètres de largeur soumis à une compression ont été réalisés dans cette étude . Les résultats ont montré que le béton de chanvre apporte une légère contribution contre les charges latérales dans les murs verticaux de 1,25 mètres de largeur, ce qui signifie qu'une diminution de la largeur du mur de bois diminue significativement la contribution du béton de chanvre contre les charges latérales. Trois murs en bois de différentes longueurs (1,2 mètres, 1,6 mètres et 2,4 mètres) remplis de béton de chanvre ont été étudiés numériquement dans cette étude. D'après les résultats numériques, il était évident que la largeur du mur en bois joue un rôle principal dans la résistance latérale du béton de chanvre : lorsque la largeur du mur augmente, la résistance latérale du béton de chanvre s’accroît considérablement. De plus, le contact et la liaison entre le chanvre et les montants en bois affectent totalement la capacité de la résistance latérale du béton de chanvre en tant que matériau de remplissage dans les murs en bois Construction projects nowadays face significant challenges to reduce the large amounts of daily energy usage for utilities such as heating, electricity and hot water in residential and commercial buildings – especially in Europe. Many building regulations encourage the use of bio-based materials with superior physical properties for energy efficiency in the construction sector. The use of low-carbon material in structures such as hemp concrete, improves the insulation level and sound absorption and simultaneously decreases the weight of the building structure, as this natural material provides low-density aggregate. This study aimed to investigate the mechanical behaviour of timber frame walls against lateral loads. Cross-laminated timber walls (CLT) and Oriented Strand Board (OSB) were used in this study in order to examine the global lateral strength of timber walls. A theoretical approach has been proposed to predict the lateral performance of CLT wall against lateral loads and a comparison between the theoretical and experimental results has been conducted. Experimental testing was undertaken on a full-size example of two different designs of timber walls to investigate and highlight the parameters that significantly affect the lateral resistance of hemp concrete as infill material. Vertical studs and diagonal bracing elements under compression were used in this study, with dimensions of 2.5m height and 1.25m length. The results showed that hemp concrete makes a slight contribution against lateral loads in vertical stud timber wall of length 1.25m, which means that decreasing the length of timber wall significantly decreased the hemp concrete contribution against lateral loads. Three timber walls with different lengths (1.2m, 1.6m and 2.4m) filled with hemp concrete have been examined numerically in this study. Based on the numerical results, it was obvious that the length of the timber wall plays a major role in the lateral strength of hemp concrete, as increasing the wall length significantly increased the lateral strength of hemp concrete. Also, the contact and bonding between hemp material and timber studs significantly affected the lateral load carrying capacity of hemp concrete as infill material in timber frame walls

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Richard, Nicolas. "Approche multi-échelles pour la modélisation de structures en bois sous sollicitations sismiques." Cachan, Ecole normale supérieure, 2001. http://www.theses.fr/2001DENS0010.

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Abstract:

Dans le cadre de ce travail de thèse, un logiciel de calcul par éléments finis a été développé pour prédire la réponse non linéaire sous chargement dynamique de bâtiments à ossature en bois, permettant l'optimisation de la conception de telles structures dans les pays à fort risque sismique. Nous nous sommes principalement intéressés aux constructions dont le contreventement est assuré par des panneaux de contreplaqué cloués sur l'ossature en bois. L’approche retenue concentre toutes les non-linearités de comportement dans les éléments de connexion, les éléments structuraux étant considérés élastiques. Une technique de condensation des efforts de chaque connexion aux noeuds des éléments poutre et plaque permet de réduire considérablement la taille du problème et, par voie de conséquence, le temps de calcul. Une loi non linéaire est proposée pour décrire l'ensemble des phénomènes de dégradation de ces connexions, notamment l'écrasement du bois et la plastification du connecteur métallique utilise. Des essais sur structures planes (murs de contreventement) ont été réalisés par l'auteur au Canada et au Japon (chargements monotones, cycliques, pseudo-dynamiques ou dynamiques). Ayant pour seules données le comportement des connexions, la simulation est capable de reproduire fidèlement les résultats expérimentaux pour tous types de chargements. Pour permettre la simulation d'un bâtiment complet composé d'un certain nombre d'éléments murs (incluant portes, fenêtres, panneaux pleins ou planchers), nous avons développé un macro-élément mur obéissant à des lois de comportement similaires à celles des connexions. Il est donc possible de prédire le comportement d'une structure tridimensionnelle en partant de celui des connexions, identifié par des expériences simples et peu onéreuses mais permettant de déterminer avec précision les paramètres nécessaires du modèle. Cette approche multi-echelles permet des gains de temps considérables sans altérer la qualité des résultats

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Boulet, Sylvain. "Caractérisation du confort hygrothermique et acoustique dans les constructions à base de bois." Chambéry, 2009. http://www.theses.fr/2009CHAMS047.

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Abstract:

L utilisation du bois répond parfaitement au respect de l'environnement et au besoin en renforcement thermique acoustique. Le bois est très utilisé dans les nouveaux concepts de construction aussi bien dans le domaine du neuf que dans le domaine de la réhabilitation. L'un des avantages des constructions bois souvent mis en avant est la capacité réaliser des enveloppes très performantes thermiquement, outre les faibles consommations énergétiques constatée nombreux sont les témoignages d'habitants sur le confort intérieur en général et hygrométrique en particulier. Les différentes approches du confort sont à ce jour essentiellement soit thermique soit acoustique, or l'incidence de l'une sur la perception de l'autre est importante et doit être étudiée. Les éléments de mesures actuels ne permettent pas de conclure concrètement sur l'apport du bois vis à vis du confort, comme identifiés de façon subjective. L'approche subjective du confort doit apporter des arguments pour justifier l'emploi du bois dans certaines applications. L'objectif de ce travail e la connaissance des paramètres affectant le confort thermique et acoustique en ambiance modérée et des grandeur permettant de quantifier la sensation de confort thermique et acoustique qui est assez complexe. Nous avons ensuite effectué une analyse, grandeur nature, qualitative et quantitative par mesure in situ. Nous présentons en premier lieu la méthodologie de mesure employée au niveau des mesures et des enquêtes ainsi que les moyens utilisés, nous abordons ensuite le choix des maisons à instrumenter à l'aide de la méthodologie des plans d'expériences. Puis, nous analysons les résultats à l'aide de la méthodologie de l'analyse multicritères, une confrontation entre les résultats de mesures et les résultats des enquêtes a été réalisée en guise de validation. Enfin, nous avons porté une attention particulière sur le confort thermique en été, nous avons procédé à une approche par caractérisation numérique des ambiances afin d'étudier l'influence de différents facteurs sur le confort thermique d'été The use of wood for building improves sustainability and achieves high acoustic and thermal performance. Wood is often used for design of energy efficient buildings either in recent building or for refurbishment. Besides the low energy consumption, there are many positive testimonies of occupants about general comfort. Nowadays, the various comfort approaches are essentially or thermal or acoustical, but the impact of one on the perception of the other one is important and must be taken into account. Measurements and subjective enquiries do not allow concluding about the positif contribution of wood for comfort, but must provide arguments to give good reason for the use of wood in buildings applications. The objective of the presented study is the identification of parameters affecting thermal and acoustical comfort in moderate environment. We present qualitative and quantitative full-scale analysis of in-situ measurements. A first step, we introduce the methodology of measurement and enquiries. Then we present the analysed house determined with a Taguchi "design of experiments". We analyse results through the multicriteria decision analysis. And confrontation between measurements and inquiries will be realized in case of validation. Finally, we focus on summer thermal comfort, we proceed to a characterisation of indoor environment by numerical simulation to study various factor influence on summer thermal comfort

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Ultré, Pierre. "Analyse critique et optimisation d'un processus de production d'éléments préfabriqués en bois." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33041.

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Abstract:

La construction industrialisée est actuellement en plein essor au Québec et ailleurs dans le monde. Le secteur étant toutefois fortement fragmenté, beaucoup de petits producteurs font face à un manque de capacité et ont des processus de gestion de la production peu développés. Ce projet de maîtrise s'intéresse aux façons d’améliorer les processus de production dans ce domaine pour gagner en efficacité. Une revue de la littérature permet tout d’abord de faire un état des lieux de la planification et de la gestion de la production dans la construction industrialisée. Elle compare ce secteur à la construction traditionnelle et au secteur manufacturier puis recense les différents problèmes auxquels les entreprises peuvent faire face ainsi que leurs solutions si elles sont connues. Une étude de cas concernant une entreprise québécoise spécialisée dans la production d'éléments préfabriqués étudie par la suite en détail un processus de production de panneaux de murs et présente des améliorations qui pourraient être effectuées afin de diminuer les temps d’opération et de mieux utiliser la capacité de production tout en respectant la contrainte de disponibilité de la main d'oeuvre. Un modèle de simulation est alors développé afin d’éprouver ces propositions d’amélioration et d’évaluer le gain en efficacité que chacune peut fournir pour répondre à une augmentation de la demande. Il est alors montré que les améliorations les plus intéressantes sont celles nécessitant un investissement dans les technologies d’automatisation. Currently, industrialized housing is facing an increased demand while a lot of small producers have to deal with a lack of capacity and non-automated production processes. This master thesis focuses on the way to improve the production processes in this field in order to gain efficiency. First, a literature review leads to a comprehensive state of the art concerning scheduling and production management practices in industrialized housing. It compares this sector to the traditional construction field and the manufacturing industry. It then identifies the various problems enterprises may face while suggesting potential solutions. Thereafter a case study involving a company specialized in producing prefabricated elements is studied in detail. The focus is on the processes conducted to manufacture panels. Improvements that should be implemented in order to decrease operation times as well as better use the production capacity while respecting the labor’s availability constraint are proposed. A simulation model is therefore developed to test those suggestions and to evaluate the gain each solution can generate so as to meet a rise in demand. Results show that the most interesting improvements are those involving to invest in automation technologies.

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Raji, Saed. "Caractérisation hygro-thermique, par une approche multi échelle, de constructions en bois massif en vue d'amélioration énergétique et de valorisation environnementale." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13335.

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Abstract:

Le développement de la construction bois constitue un enjeu important et une réponse efficace dans une demande de réduction des impacts environnementaux liés au secteur du bâtiment. Les maisons Bois Massif constitués de madriers empilés sont la seule solution de construction « mono matériau » et par filière « sèche » sur le marché. Ces techniques de construction se sont aujourd'hui grandement améliorées et industrialisées mais une ambiguïté demeure toutefois sur l'efficacité énergétique et sur la prise en compte de leurs qualités thermiques réelles dans le contexte de calculs réglementaires. Ce travail a donc consisté en premier lieu et en lien avec les professionnels, à détailler les performances thermique et énergétique d’un échantillon de 20 maisons monitorées. En second lieu, à partir de ces mesures « in-situ » et partant de caractéristiques hygrothermiques des madriers bois déterminées en laboratoire, Un modèle de transfert couplé de masse et de chaleur applicable aux parois formée de madriers bois massif contrecollés a été développé. Enfin, par simulation numérique, on montre comment améliorer le comportement hygro-thermique et les performances énergétiques de ce type de construction.

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Péfau, Pierre. "Construire dans les agglomérations gauloises : l'architecture des bâtiments du Second âge du Fer en Gaule interne, approche technique et socio-économique." Electronic Thesis or Diss., Toulouse 2, 2021. http://www.theses.fr/2021TOU20015.

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Abstract:

L’étude des bâtiments en terre et bois des agglomérations du Second âge du Fer (IIIe-Ier s. av. n. è.) de Gaule interne (hors littoral méditerranéen) a permis de construire une réflexion autour de deux thématiques de recherche à la fois peu investies et complémentaires. Les nombreux débats concernant la caractérisation de ces habitats agglomérés et leur éventuel statut urbain m’ont amené à développer une approche croisée dans le cadre de ce doctorat. L’objectif a ainsi été de contribuer à une meilleure compréhension du phénomène d’urbanisation et des caractéristiques des agglomérations (oppida et agglomérations ouvertes) à travers une étude fine de l’architecture, permettant de préciser dans quelle mesure les formes architecturales sont révélatrices mais également vectrices de dynamiques socioéconomiques particulières. L’étude technique de 339 bâtiments, provenant de 39 agglomérations, s’est appuyée sur une méthodologie rigoureuse et originale. Celle-ci combine l’analyse des divers types de vestiges architecturaux et des dynamiques taphonomiques intégrant à la fois la documentation archéologique et ethnographique. Si une grande partie de ces constructions est constituée de poteaux plantés, une place privilégiée a été accordée aux architectures en pan de bois et à l’usage de pièces de contreventement obliques. Ces traditions architecturales ont ensuite été intégrées dans une recherche plus globale, considérant à la fois l’organisation spatiale des agglomérations, les usages des bâtiments et les statuts sociaux de leurs occupant·e·s, ainsi que les différences avec l’architecture rurale. Un modèle interprétatif, tenant compte du contexte environnemental et de toute la complexité de ces agglomérations, a ainsi été proposé. Une partie au moins de ces habitats groupés serait caractérisée par la mise en œuvre d’économies et de gestions rationnelles du bois d’œuvre et de la construction, par le développement de réseaux d’artisans ainsi que par des adaptations des modèles architecturaux à l’urbanisme et au degré d’urbanisation The study of the earthen and wooden buildings of the Late Iron Age agglomerations (3rd-1st century BC) of inner Gaul (except the Mediterranean coast) allows to develop a reflection around two research topics both little invested and complementary. Many debates concerning the characterisation of these grouped settlements and their possible urban status have thus led me to develop an interdisciplinary approach in this PhD. The aim was therefore to contribute to a better understanding of the urbanisation process and of the agglomerations (oppida and open agglomerations) features through a detailed study of architecture, allowing to define how architectural forms reveal and convey particular socio-economic dynamics. The technical study of 339 buildings, from 39 agglomerations, was based on a strict and original methodology: this combines the analysis of various types of architectural remains and taphonomic dynamics integrating both archaeological and ethnographic documentation. While a large part of these constructions is made up of earthfast posts, a significant place was given to timber-framed architecture and the use of diagonal braces. These architectural traditions were then integrated into a more global research, considering at the same time the spatial organisation of agglomerations, the use of buildings and the social status of their inhabitants, as well as the differences between rural architecture and that of grouped settlements. An interpretative model, taking into account the environmental context and all the complexity of Late Iron Age agglomerations, has thus been proposed. At least part of these grouped settlements would be characterised by the development of economies and rational management of timber and construction, craftsmen networks as well as by adaptations of architectural models to urban planning and urbanisation degree

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Brun, Adrien. "Amélioration du confort d'été dans des bâtiments à ossature par ventilation de l'enveloppe et stockage thermique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652449.

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Abstract:

Depuis quelques années, d'importants efforts ont été réalisés sur l'amélioration de la performance énergétique des bâtiments qui représentent le premier poste de consommation énergétique en France. Les exigences de la nouvelle réglementation thermique 2012 illustrent bien ces évolutions avec une consommation conventionnelle d'énergie primaire comprenant l'ensemble des postes (chauffage, climatisation, éclairage, ventilation, eau chaude sanitaire), déduction faite de l'électricité produite sur place, qui devra être inférieure à 50 kWh.m2.an-1 d'énergie primaire. La réponse à cette nouvelle exigence se fera par l'adoption de technologies constructives conduisant à une consommation pour le chauffage équivalente aux constructions dites " passives " (environ 15 kWh.m2.an-1) et dont le recours à la climatisation est limité voir inexistant. Il s'agit pour cela de limiter toutes les contributions à l'échauffement du bâtiment et éventuellement de lui adjoindre un système de rafraichissement à coefficient de performance élevé. Après avoir montré par l'exemple qu'un bâtiment à ossature à faible inertie en métropole, par sa capacité de stockage thermique limitée, est prédisposé à des problèmes de surchauffe, nous avons construit cette thèse autour de deux axes d'amélioration, dédiés aux constructions à ossature, que sont : - La limitation des charges solaires transmises au travers de l'enveloppe en faisant appel à une spécificité des constructions à ossature qu'est la présence d'un espace naturellement ventilé en sous-face du parement extérieur que nous utiliserons afin d'extraire une partie des charges solaires incidentes; - Le couplage de ces bâtiments " légers " à un échangeur air/masse qui contient l'inertie nécessaire au maintien des conditions de confort estivales lorsque la réduction de température nocturne le permet. Basée sur une approche numérique et expérimentale en vrai grandeur et en conditions réelles, nous proposons d'aborder tour à tour chacune de ces stratégies d'amélioration du confort qui trouvent leurs applications aussi bien en climat chaud et sec qu'en climat tropical.

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Côté, Nelson. "Potentiel de récupération de composantes de fermes de toit dans les sciages flacheux produits en scierie : étude de cas." Doctoral thesis, Université Laval, 2013. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25556.

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Abstract:

Une meilleure intégration des processus de fabrication du scieur et du fabricant de fermes de toit permettrait une utilisation plus efficiente des matières premières par une diminution de la production de sous-produits de moindre valeur notamment lors des opérations d’éboutage des bois. La scierie fabrique son bois d’œuvre de 2 po d’épaisseur suivant des longueurs standard variant de 6 à 16 pi. Les sciages verts sont généralement éboutés en longueurs paires alors que des longueurs impaires peuvent être générées après séchage et rabotage des bois. Le fabricant de fermes de toit doit, pour sa part, ébouter à nouveau les sciages en composantes suivant des longueurs variables comprises entre 2 po et 16 pi. Certains sciages requièrent un éboutage à la scierie en raison, entre autres, de la présence de flaches excessives. Ces bois devraient constituer un potentiel intéressant pour la production de composantes de longueurs variables entrant dans la fabrication de fermes de toit. Un changement des pratiques d’éboutage pourrait hypothétiquement contribuer à l’amélioration de la valeur des produits de la scierie et à une meilleure utilisation de la matière première tant pour le scieur que pour le fabricant de fermes de toit. L’objectif du projet consiste donc à évaluer le potentiel de récupération de la portion utilisable des sciages flacheux produits en scierie, pour la fabrication ultérieure de composantes de fermes de toit. Nous avons choisi d’étudier les fermes de toit en raison de leur complexité, de la grande variabilité des éléments structuraux qui les composent, comparativement aux murs et aux systèmes de plancher. Les fermes de toit sont également très populaires auprès des constructeurs d’habitations et des fabricants de systèmes de construction. Le carnet de commandes de fermes de toit, correspondant à trois mois de production, comprenait 219 projets de construction. Nous avons répertorié 5 qualités, 7 largeurs et 2 907 longueurs différentes de composantes pour la réalisation des projets de construction de fermes de toit. Les membrures courtes, inférieures à 7 pi de longueur, représentaient à elles seules 42,7% du volume total des composantes requises. Les simulations effectuées nous indiquent un potentiel de gain en volume de sciages de l’ordre 5,4% pour le scieur désirant récupérer des composantes dans des sciages flacheux. Un fabricant de fermes de toit, qui à son tour consomme ces sciages de longueurs hors standard, pourrait potentiellement réaliser des économies de bois de l’ordre de 4,9% du volume annuel consommé. Une meilleure intégration des processus de découpe du scieur et du fabricant de fermes de toit permettrait donc une réduction potentielle des éboutures générées lors de l’usinage des sciages dans les deux filiales industrielles.

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Armand, Decker Stéphanie. "Développement d’une méthode d’optimisation multiobjectif pour la construction bois : prise en compte du confort des usagers, de l’impact environnemental et de la sécurité de l’ouvrage." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0189.

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Abstract:

Les pays industrialisés cherchent aujourd’hui à réduire leur consommation d'énergie et à utiliser des matières premières de substitution, notamment renouvelables dont le bois fait partie. Pour promouvoir son usage, le développement de méthodes favorisant son recours dans les systèmes constructifs pour la construction multiétage est nécessaire.La conception d’un bâtiment est multicritère. Des objectifs contradictoires sont à optimiser simultanément. Des solutions de compromis Pareto-optimaux sont par exemple recherchées entre l’atteinte des meilleures performances d’usage et la limitation de l’impact environnemental du bâtiment. Ces travaux portent ainsi sur le développement d’une méthode d’optimisation multiobjectif de systèmes constructifs bois adaptés au multiétage.Des objectifs de maximisation du confort vibratoire des planchers et de minimisation des besoins de chauffage, d’inconfort thermique, de potentiel de réchauffement climatique et d’énergie grise sont pris en compte. La méthode repose sur un algorithme d’optimisation multiobjectif par essaim particulaire capable de proposer un ensemble de solutions non-dominées constituant le front de Pareto. L’espace des solutions est contraint par des exigences réglementaires nécessaires à la sécurité de l’ouvrage. L’ensemble des fonctions-objectif est modélisé sous forme de fonctions analytiques. Les sorties d’intérêt du modèle de simulation thermique dynamique sont substituées par des métamodèles.La méthode développée est mise en oeuvre sur un cas d’étude. Les résultats obtenus offrent une grande diversité dans un panel de 20 000 solutions optimales. Ces résultats constituent un support de discussion entre les différents acteurs d’un projet de construction Industrialised countries are seeking to reduce their energy consumption and to use alternative raw materials, including renewables such as wood. To promote its use, multi-storey timber constructive systems need the development of new design methods.Building required a multicriteria design where conflicting objectives must be optimised simultaneously. Research solutions have to achieve the best Pareto-compromise between use performance and environmental impact of the building. This work aims to develop a multiobjective optimisation method of timber multi-storey building.The objectives of maximising floor vibration comfort and minimising heating needs, thermal discomfort, global warming potential and embodied energy are taken into account. A multi-objective particle swarm optimization algorithm is used to obtain a set of non-dominated solutions which is the Pareto front. The solution space is constrained by regulatory requirements necessary for the safety of the structure. All objective-functions are modelled as analytic functions. Dynamic thermal simulation model outputs are replaced by metamodels.The developed method is implemented on a case study. The results offer a great diversity in a panel of 20 000 optimal solutions. These results provide a basis for discussion between the different actors of a construction project

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Figueroa, Adolfo. "Le bois comme matériau de construction : une alternative au problème de concentration urbaine au Venezuela." Bordeaux 3, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR30033.

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Abstract:

Le venezuela a travers son processus d'evolution historique et geographique presente une concentration urbaine de sa population. Afin d'ameliorer l'habitat urbain, l'utilisation du bois comme materiau de construction est envisagee comme solution au probleme du logement Venezuela through its historical and geographical evolution presents urban concentration of its population. Wood used as material construction is considered as a solution to the housing problem

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Manthey, Manuel. "Comportement des poutres mixtes bois-béton sous sollicitations accidentelles." Thesis, Rennes, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAR0034.

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Abstract:

Les planchers mixtes bois - béton sont une solution pertinente en construction neuve comme en réhabilitation. Ce travail de recherche s'inscrit dans une volonté de favoriser l'essor de la construction mixte bois - béton en France. Il vise une meilleure connaissance des phénomènes affectant le comportement mécanique ou thermomécanique de la connexion bois - béton. En comparaison de procédés constructifs traditionnels, relativement peu de recherches ont été menées concernant le comportement d'un système de connexion mixte sous conditions accidentelles de séisme et d'incendie. Ces deux points sont ici abordés via une approche expérimentale puis numérique. Dans ce contexte, plusieurs campagnes expérimentales ont été réalisées.24 essais Push Out ont été réalisés à température ambiante sur le système de connexion mixte bois-béton par tirefonds métalliques SBB. 12 essais Push Out ont suivi un chargement cyclique alterné et 12 autres ont suivi un chargement statique monotone. Les essais ont montré un comportement ductile de la connexion et une bonne résistance mécanique du système. Les essais sous chargement cyclique ont assuré de la capacité du système à dissiper de l’énergie et de quantifier la perte de résistance de la connexion sous chargement alterné. Des modèles descriptifs ont été adaptés afin de mettre en équation les courbes force-déplacement expérimentales.Afin d’étudier plus précisément les phénomènes locaux intervenant entre le bois et le connecteur, une campagne d’essais complémentaires a été menée. Elle consiste en 16 essais d’arrachement du connecteur mis en place dans du lamellé-collé et 3 séries de 16 essais en enfoncement de différentes parties du connecteur (filet, partie lisse) dans du bois lamellé-collé. La connaissance du comportement de la connexion pour ces phénomènes locaux a permis d’alimenter plusieurs modèles prédictifs (numériques et analytiques) du comportement au cisaillement de la connexion. Ces derniers présentent une bonne corrélation avec les essais Push-Out réalisés précédemment.Afin d’apprécier le comportement sous incendie des planchers mixtes bois-béton, des essais sous feu ISO 834 ont été menés. La base de données sur les essais sous incendie des planchers mixtes SBB est composée d’un essai sur plancher mixte chargé (dimensions 5.35m x 3.5m) et d’une série d’essais au cisaillement sur trois configurations différentes de connexion mixte bois-béton. Ces derniers essais fortement instrumentés en thermocouples ont permis de valider les modèles thermiques numériques également développés dans ce travail. Les modèles thermiques et thermomécaniques couplés réalisés sous Abaqus© ont permis de confirmer l’échauffement limité des connecteurs bois-béton en situation d’incendie ainsi que de quantifier les dégradations de rigidité et de résistance de ces derniers. Ainsi le comportement mixte des planchers mixtes bois-béton peut être assuré en situation d’incendie sous réserves de sections suffisantes Timber - concrete composite structures are competitive technical solutions for new building construction as well as in refurbishment. This work aims at promoting timber - concrete construction in France thanks to a better knowledge of mechanical and thermo-mechanical behavior of the fasteners. Regarding more traditional buildings systems, few researches were lead about seismic and fire design of timber concrete structures. Particular emphasis is put on those two points in this study through experimental, analytical and numerical approaches. As a matter of fact, several experimental campaigns were lead. 24 Push Out tests have been carried out at ambient temperature on the SBB timber-concrete composite system. The test program involved 12 Push Out tests under cyclic loading and 12 Push Out tests under monotonic loading. Experimental results brought to light the good mechanical performances as well as the large ductility reserve of SBB timber-concrete connection system. The cyclic tests have revealed the system ability to dissipate energy and allowed quantifying the loss of rigidity and resistance of the system. Descriptive models (Foschi, Dolan, Richard) have been adapted to reproduce to the experimental load-slip curves.In order to get further insight into the local phenomenon taking place between timber and the SBB connector, a second test program was devised. The tests involved 16 Pull Out tests (connector from timber) and 3 series of 16 embedment tests og various parts of the connector in glue laminated timber. Thanks to these experimental results, a better understanding of the SBB behavior has been reached. Predictive models are provided for numerical and analytical modeling of timber - concrete fasteners. Those models show good agreement with the Push Out tests introduced in previous part.In order to assess the fire behavior of timber - concrete composite floor system with the SBB connection system, fire tests were conducted according to ISO 834 standard. Fire results database with SBB timber - concrete connection includes a full-scale fire floor test (floor dimensions are 5.35m x 3.5m) and several fire Push Out tests based on three different timber - concrete composite beam sections. Fire Push Out tests were heavily instrumented with thermocouples in order to allow the validation of thermal models developed in this thesis.Thermal and thermomechanical coupled simulations were conducted with finite element software Abaqus©. These models demonstrate the good performances of timber-concrete composite structures subjected to fire. Heating of the elements and loss in shear resistance and stiffness of the connection system were quantified. Furthermore fire design rules are proposed for timber - concrete structures. Fire behavior analysis pointed out that thermal dilatation of concrete must be considered in fire design of timber-concrete composite structures

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Kouyoumji, Jean-Luc. "Caractérisation des parois courantes et des liaisons structurales pour la prévision de l'isolement acoustique d'une construction en bois." Chambéry, 2000. http://www.theses.fr/2000CHAMS024.

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Uwizeyimana, Placide. "Suivi de la santé structurale des infrastructures en bois par intégration de capteurs." Thesis, Toulouse 3, 2021. http://www.theses.fr/2021TOU30012.

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Abstract:

Depuis quelques années, une forte expansion des structures en bois est favorisée par l'utilisation des éléments en bois lamellé-collé (LC). Ces derniers sont mécaniquement prometteurs et offrent la possibilité de construire des ouvrages de longue portée et des structures architecturales plus complexes. Cependant, des problèmes de durabilité liés à des conditions climatiques d'humidité et de température variables limitent le développement de ces ouvrages. Pour promouvoir ce matériau renouvelable et écologique, il est primordial d'associer aux structures LC une démarche de maintenance et de surveillance afin de pouvoir intervenir au plus vite sur la structure dès que le risque de pathologie survient. Ce travail de recherche a donc consisté à mettre en place une démarche de suivi en continu de l'état de santé des structures en bois LC via l'intégration de capteurs entre les lamelles. Un cycle d'humidification/séchage (H/S) permettant une étude des propriétés de durabilité du matériau a été proposé et différents paramètres physico-mécaniques du bois LC ont été étudiés au cours du temps, notamment son humidité, ses variations dimensionnelles et ses propriétés de résistance en flexion. Dans cette étude, la méthode résistive basée sur l'utilisation de capteurs de type patchs a été utilisée pour le suivi de l'humidité. Les variations dimensionnelles de retrait/gonflement ont été mesurées via l'utilisation de jauges de déformations. Dans un premier temps, le système de mesure et d'enregistrement en continu a été développé en interne à l'IUT de Tarbes. Puis, des essais préliminaires ont été réalisés pour valider l'instrumentation du bois LC par des capteurs intégrés et pour établir un modèle d'estimation de l'humidité du bois tenant compte à la fois de la variation d'humidité relative et de la température. Enfin, des essais de durabilité accélérés ont été réalisés. Ces derniers ont consisté à exposer les éprouvettes à des cycles H/S afin de mettre en évidence l'impact des conditions climatiques variables, généralement rencontrées dans les ouvrages en bois, sur la tenue mécanique en flexion du bois LC. Les résultats montrent que le système de mesure développé permet de surveiller en temps réel et en continu l'humidité du bois LC, sa température, et ses déformations de retrait/gonflement. En outre, les cycles H/S entrainent une diminution de la résistance à la rupture en flexion du bois LC. Par ailleurs, aucune évolution significative n'a été constatée pour le module d'élasticité. A l'avenir, des essais de durabilité en conditions climatiques réelles devront être réalisés afin de valider la démarche scientifique et de proposer in fine des solutions de suivi et de maintenance associées au service des gestionnaires d'ouvrages en bois LC For a few years, a strong expansion of timber structures has been promoted by the use of glulam. These are mechanically promising and offer the possibility to build long-span and complex architectural structures. However, durability issues related to variable humidity and temperature conditions limit the development of these structures. To promote this renewable and ecological material, it is essential to associate glulam structures with a maintenance and monitoring process in order to intervene as quickly as possible on the structure as soon as there is a risk of pathology occurring. Therefore, this research work has consisted in setting up a continuous monitoring process of glulam structures with embedded sensors between the lamellas of glulam. A wetting/drying (W/D) cycle allowing a study of wood durability properties was proposed and various physico-mechanical parameters of glulam were studied over time, especially its moisture content (MC), dimensional variations and bending strength properties. In this study, the resistive method based on the use of patch-type sensors was used for MC monitoring. Dimensional variations in shrinkage/swelling were measured using strain gauges. Firstly, the continuous measurement and recording system was developed in the IUT of Tarbes. Then, preliminary tests were carried out to validate the glulam instrumentation using embedded sensors and to establish an MC monitoring model that considers variations of relative humidity and temperature. To finish, accelerated durability tests were carried out. These ones consisted in exposing the specimens to the W/D cycles in order to highlight the impact of climatic variation conditions, generally encountered in timber structures, on the mechanical bending strength of glulam. The results show that the measuring system developed allows real-time and continuous monitoring of wood MC, temperature, and shrinkage/swelling deformations. In addition, the W/D cycles lead to a decrease in the bending strength of glulam. Besides, no significant changes in modulus of elasticity have been observed. In the future, durability tests under real climatic conditions will have to be carried out in order to validate the scientific approach and to propose in the end monitoring and maintenance solutions associated with the service of glulam structures managers

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Melo, Moura Jorge Daniel de. "Utilisation en structures des résineux à faible densité : conséquences technologiques de scénarios sylvicoles extrêmes." Nancy 1, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1996_0041_DE_MELO_MOURA.pdf.

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Abstract:

Des scénarios sylvicoles en épicea commun (picea abies karst) à croissance lente et rapide ont été comparés en terme de production en volume, en rendement de sciages et en classement par le moyen de modèles de croissance et simulation. Le scénario à croissance lente produit davantage en volume qui est aussi mieux classé que celui à croissance rapide. L'augmentation de la vitesse de croissance provoque la diminution de la densité du bois, ce qui a un impact sur ses propriétés mécaniques et, par conséquent, sur le dimensionnement des structures. Un exemple de calcul d'une toiture (fermettes et poutres) montre qu'une augmentation de volume de bois de plus de 20% est nécessaire si l'on passe d'une densité de 0,45 a 0,32. La prise en compte de la raideur des assemblages dans le dimensionnement d'une fermette individuelle montre que l'utilisation d'une liaison à faible rigidité (clou) peut tripler le volume utilisé par rapport à l'utilisation d'une liaison à forte rigidité (connecteur) ; ceci indépendamment de la densité du bois. Dans ce cas, la diminution de la densité de 0,45 a 0,32 double le volume de bois nécessaire indépendamment du type de liaison utilisé. L'influence de la densité du bois sur sa durabilité a été analysée. En général, le bois à faible densité n'est pas affecte, au niveau de son utilisation, en ce qui concerne : la dégradation biologique (insectes et champignons), le traitement et la tenue au feu. La densité du bois n'a pas une influence très marquée sur les pertes volumiques apres séchage. La quantification des défauts provoqués par le séchage n'a pas été réalisée.

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Young, Vigneault Emilie. "Étude dendroarchéologique d'une collection de bois associée à des constructions militaires de la fin du 18e siècle, Île aux Noix, Haut-Richelieu, Québec." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27190/27190.pdf.

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Young-Vigneault, Émilie. "Étude dendroarchéologique d'une collection de bois associée à des constructions militaires de la fin du 18e siècle, Île aux Noix, Haut-Richelieu, Québec." Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22076.

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Abstract:

La collection de bois archéologiques du L.H.N.C. de Fort Lennox à l'île aux Noix dans le Haut-Richelieu, confiée à l'Université Laval par Parcs Canada, comprenait surtout des bois de conifères, à savoir 29 échantillons de thuya occidental (Thuya occidentalis), 18 de pin blanc (Pinus strobus) et un de pruche du Canada (Tsuga canadensis). La série dendrochronologique du thuya occidental couvre la période 1574-1812. Elle a été interdatée avec les séries le d'Orléans (Dagneau et Duchaine, 2007) et Saint-Laurent (Querrec et al., 2009). La série du pin blanc a été interdatée avec la série Champlain (Delwaide et Filion, 1999). Bien que la datation proposée dans ce mémoire demeure incertaine, la période 1504-1727 est la plus probable dans l'état actuel de nos connaissances. La datation dendrochronologique et l'interprétation des données historiques permettent de proposer une explication alternative à celle mise de l'avant par les archéologues quant à l'origine de ces bois archéologiques qui avaient été jetés dans un fossé humide bordant la redoute ouest construite en 1782-1783. En effet, ce dépôt de bois pourrait être associé à la préparation du terrain pour la construction du Fort Lennox en 1819 plutôt qu'aux travaux de restauration survenus en 1812-1814.

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Loulou, Louisa. "Durabilité d’un assemblage mixte bois-béton collé sous chargement hydrique." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1123/document.

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Abstract:

La mixité bois-béton est une solution intéressante dans le domaine des ouvrages d'art pour la réalisation de ponts, et dans le domaine du bâtiment dans la confection de planchers mixtes bois-béton. Le laboratoire Navier travaille depuis plusieurs années au développement du procédé par collage appliqué aux structures mixtes bois-béton. En effet, cette technique d'assemblage permet d'assurer une connexion quasi-parfaite entre le bois et le béton, contrairement aux techniques d'assemblage usuelles (connecteurs métalliques). Des travaux antérieurs ont montré la bonne performance de structures mixtes collées bois-béton du point de vue de leur tenue mécanique en fatigue. Cependant la connexion par collage nécessite une étude complémentaire concernant la durabilité de l'assemblage collé bois-béton, en particulier lorsque la structure mixte est soumise à des conditions hygrométriques variables. Les travaux menés pendant la thèse ont pour objectifs de déterminer les facteurs qui influent sur la tenue de ces assemblages collés sous chargement hydrique ; ils se divisent en 3 parties :-Deux parties expérimentales :(1)Des tests de cisaillement « Push-Out », en collaboration avec le Laboratoire Départemental d'Autun, ont permis d'évaluer l'effet des propriétés élastiques de l'adhésif sur la tenue en cisaillement de l'assemblage. L'objet de cette étude expérimentale est de valider un choix de colle pour ce type d'assemblage, prenant en compte un vieillissement hydrique, en se basant sur la capacité maximale atteinte en cisaillement, et le mode de rupture de l'assemblage. (2)Parallèlement aux tests de cisaillement, l'effet de chargements hydriques sur la tenue d'assemblages collés bois-béton a été étudié. L'analyse du comportement hydrique de la structure a été réalisée par la technique de corrélation d'image (DIC) sur des assemblages bois-béton collé de petite taille. Ces mesures de déformations locales ont permis de localiser des zones d'endommagement liées notamment aux déformations hydriques du bois empêchées par l'interface collée. Les effets des propriétés élastiques de l'adhésif, de la géométrie du bois (notamment sa structure et le sens des cernes par rapport au plan de collage) ainsi que du comportement mécanique du matériau cimentaire ont été étudiés.- Une partie numérique :(3) Un modèle numérique par éléments finis a été validé en comparant les résultats numériques aux cartes de déformation obtenues expérimentalement. L'analyse numérique a permis de quantifier les contraintes induites au niveau de l'interface en relation avec les déformations hydriques empêchées par l'interface collée et de prévoir le comportement à l'échelle 1 de structures mixtes. Ces différentes investigations ont permis de proposer des solutions optimisant ce type de connexion et de définir des conditions de mise en œuvre et d'utilisation de ces assemblages The wood-concrete composite is an interesting solution in the field of Civil Engineering to create high performance bending elements for bridge, as well as in the building construction for the design of wood-concrete floor systems. The Navier laboratory has been working for many years on the development of the bonding process as applied to wood-concrete composite structures. Contrary to conventional joining connectors (metal connectors), this assembling technique does ensure an almost perfect connection between wood and concrete. Previous work has already shown good performances of glued wood-concrete composite structures in terms of mechanical fatigue. However, the bonding connection requires additional research on the long-term behaviour of glued wood-concrete composites, especially when this structure is subjected to variable hygrometric conditions. The work undertaken during this thesis aims at determining the factors which induce damages on these glued wood-concrete assemblies under hygrometric loading; the research is divided into 3 parts:-Two experimental parts:(1)"Push-Out" shear tests conducted in collaboration with the Departmental Laboratory of Autun, were used to assess the effect of the elastic properties of the resin on the shear strength of the assembly. This experimental study aims at validating the adhesive of choice for this kind of connection, taking into account ageing under variable hygrometric conditions. Analysis is based on maximum shear capacity and on the failure mode of the assembly. (2)In addition to shear tests, the effect of hygrometric loading on the durability of glued wood concrete assemblies was examined. The analysis of the hydric behaviour of the structure was carried out by the digital image correlation (DIC) technique on small-sized glued wood-concrete assemblies. The measurements of the local deformations allowed us to locate areas of damage, particularly due to the hydric deformations of the wood prevented by the glued connection The effects of the elastic properties of the resin, the microstructure of the wood (including its structure and the direction of the annual rings) as well as the mechanical behaviour of the concrete material were examined.- A numerical part:(3) A numerical finite element model was validated by comparing the numerical results to the deformation maps experimentally obtained. Numerical analysis was used to quantify the stresses induced to the structure, in relation to hydric deformations prevented by glued connection. Moreover investigations at the full scale were conducted to evaluate the long-term behaviour under variable hygrometric conditions. These investigations were conducted in order to offer solutions aiming at optimizing this type of connection, and to define conditions for use of these glued assemblies

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Terrei, Lucas. "Comportement au feu du matériau bois : auto-inflammation, dégradation et auto-extinction." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0118.

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Abstract:

La construction de bâtiments à énergie positive et à faible empreinte carbone constitue une véritable réponse aux enjeux et défis environnementaux de ces prochaines décennies. Un point clé pour la réalisation de tels bâtiments est le comportement au feu de ces ouvrages. En effet, lorsque le bois est soumis à une sollicitation thermique, celui-ci va se dégrader, voire même s’enflammer et, lorsque les conditions le permettent, s’éteindre. Cependant, l’état de l’art actuel met en évidence la disparité des résultats expérimentaux sur un même matériau soumis à un essai donné comme le cône calorimètre par exemple. L’objectif de la thèse présentée ici est d’appréhender expérimentalement l’auto-inflammation, la dégradation et l’auto-extinction du matériau bois utilisé dans les bâtiments. Pour cela, de nombreux essais à différentes échelles ont été effectués afin d’étudier la capacité du matériau bois à s’enflammer ou à s’éteindre de lui-même selon des conditions prescrites. Au total, 600 tests ont été effectués en orientation verticale et permettent de conforter les résultats avec une approche statistique. Une métrologie dédiée a été mise en place et a été déployée sur chaque dispositif expérimental étudié : une caméra infrarouge permettant d’obtenir la température de surface des échantillons lorsqu’ils sont soumis à une sollicitation thermique, deux caméras rapides (visible et infrarouge) pour filmer la localisation et les mécanismes d’auto-inflammation et des thermocouples très fins encastrés dans le bois de façon à mesurer l’évolution de la température dans le matériau selon des conditions fixées. Les travaux menés ont montré que pour l’auto-inflammation, la notion de température d’inflammation du matériau pouvait être discutable lorsque l’inflammation se produit à des temps courts. En effet, l’apparition de la flamme se situe alors, dans la majeure partie des expériences, à une distance éloignée de la surface exposée à la sollicitation thermique. Les mécanismes d'apparition de la flamme ne dépendent alors pas de la température de surface mais des conditions de mélange gaz/air ainsi que de la température de ce mélange. La température de surface à l'auto-inflammation n’a donc de sens que pour des temps d'auto-inflammation longs, pour lesquels l’inflammation se produit à proximité de la surface. La dégradation des échantillons dépend de nombreux facteurs. L’effet de certains de ces paramètres a été considéré dans ce travail. Une attention particulière a été portée sur la mise en place d’une métrologie visant à obtenir des mesures précises et fiables. Des thermocouples très fins, noyés dans l’échantillon et orientés parallèlement aux isothermes permettent une meilleure estimation de la température et ont donc été utilisés. Enfin, un nouveau dispositif expérimental basé sur deux cônes calorimètres disposés sur un système de table coulissante a été mis en place et a permis de déterminer des critères simples d’auto-extinction du bois à petite l’échelle The construction of positive energy and low carbon footprint buildings is a real response to the environmental issues and challenges of the coming decades. An increasing number of high-rise building construction projects made largely of wood are either under study or under construction. A key issue for the construction of such buildings is the fire behavior of these structures. Indeed, when the wood is subjected to a high heat flux, it will degrade and it can self-ignite. Conversely, in certain conditions, wood can self-extinguish. However, the bibliography shows the disparity concerning experimental results for a same material subjected to a given test such as the cone calorimeter. The results on the wood extinction remain limited in view of recent research carried out on this phenomenon. The aim of the thesis is to experimentally study the self-ignition, degradation and self-extinction of the wood material used in buildings. For this, many tests at different scales have been performed to examine the ability of the wood material to self-ignite or self-extinct under prescribed conditions. A total of 600 tests, were performed in vertical orientation and allowed to consolidate results with a statistical approach. A dedicated experimental setup has been deployed on each experimental device studied: an infrared camera providing to measure the surface temperature of the samples when they are subjected to a heat flux, two fast cameras (visible and infrared) in order to record the location and the auto-ignition mechanisms and very thin thermocouples embedded in the wood to measure the temperature evolution in the material according to fixed conditions. Results showed that for the auto-ignition (i.e. without pilot), the notion of ignition temperature of the material could be questionable when the ignition occurs at short times. Indeed, the flame appearance is, in most of the experiments, at a distance far from the exposed surface to the heat flux. The ignition mechanisms do not depend on the surface temperature but on the gas / air mixing conditions as well as the mixture temperature. The auto-ignition surface temperature makes therefore sense only for long auto-ignition times, for which ignition occurs close to the surface. The samples degradation depends on many factors: sample orientation, sample humidity, wood species, oxygen concentration in the atmosphere. The effect of these parameters was considered in this work. A particular attention was focused on the establishment of a metrology aimed at obtaining precise and accurate measurements. Very thin thermocouples, embedded in the sample and oriented parallel to the isotherms allow a better estimation of the temperature and were therefore used. Finally, a new experimental device based on two cones calorimeter arranged on a sliding table system was set up and made it possible to determine simple criteria for wood self-extinguishment at small scale

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Fochesato, Andrea. "Aux origines de la ville européenne : technologie, typologie et fonction de l'architecture en bois dans l'habitat urbain des oppida celtiques (IIe-IIer s. av. J.-C.) : le cas de Bibracte, mont Beuvray (France)." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCH002.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’éclaircir les connaissances actuelles sur l’architecture des oppida de l'Europe tempérée au cours des deux derniers siècles avant notre ère à partir d’un site, l’oppidum de Bibracte (mont Beuvray, Bourgogne), qui compte parmi les contextes de référence pour la période à l’échelle européenne. La recherche s’est focalisée principalement sur l'étude des techniques de construction impliquant l'utilisation majoritaire du bois, qui constitue le matériau principal dans l’architecture de ces agglomérations issue de la tradition protohistorique européenne.L’analyse a nécessité la prise en compte du processus global du travail du bois, de l’approvisionnement en forêt aux différentes étapes de la mise en œuvre des bâtiments. Les aspects techniques liés à la fondation et à l’élévation des ossatures, au choix et à la mise en forme de leurs éléments constitutifs, en passant par les modes de cloisonnement des parois et d’édification des toitures, ont été appréhendés à travers l’analyse des traces archéologiques – souvent fragmentaires et difficilement lisibles – laissées par ces édifices, ainsi que par l’étude des rares bois d’œuvre conservés sur le site en conditions taphonomiques particulières.Le recoupement de l’abondante documentation disponible issue des 75 ans de recherches menées sur le mont Beuvray au XIXe siècle (1864-1907) et à partir de 1984 jusqu’à nos jours, a permis de reconnaître 151 structures d’habitat aux plans suffisamment complets. Parmi celles-ci, 74 bâtiments en ossature en bois peuvent être considérés comme caractéristiques d’une tradition architecturale indigène, tandis que 77 édifices employant la maçonnerie présentent des influences plus ou moins marquées liées aux nouvelles techniques et modèles architecturaux italiques introduits progressivement dans l’habitat de l’oppidum durant les deux dernières décennies du Ier siècle av. n. è.L’architecture en bois de Bibracte renvoie l’image d’un savoir-faire maitrisé et particulièrement bien adapté aux caractéristiques morphologiques très contraignantes du terrain du mont Beuvray. Le corpus des bâtiments étudiés se compose de 13 catégories architecturales (dont 6 qui concernent les édifices à ossature en bois). Dans les secteurs aux versants plus abrupts, on retrouve des édifices composés d’une ou plusieurs pièces semi-enterrées qui forment un habitat organisé en terrasses. Le volume habitable de ces bâtiments se développe plutôt à la verticale, avec des emprises au sol limitées (les portées excédant rarement 5 m, les structures ne nécessitent aucun système porteur interne), mais dotées d’ossatures massives. Ces dernières sont construites au moyen de poteaux équarris à entraxe serrée, installés dans des tranchées comblées de pierres sèches ou reliés par des poutres sablières de fondation, ce qui donne aux ossatures une portance remarquable, capable de soutenir le poids d’un étage. Dans les secteurs moins pentus, les bâtiments se développent davantage à l’horizontale, avec de plans composés de plusieurs pièces et souvent dotés de caves à ossature en bois ou des édifices publics au caractère monumental.Bien qu’elles présentent des organisations diverses, plusieurs structures affichent une certaine uniformité dans leurs dimensions, ce qui suggère l’emploi de modules de construction constants et d’un véritable système de mesure, au sein d’une activité de construction au caractère standardisé. Comme pour l’habitat, l’existence de paramètres de construction bien définis a pu être également observée pour les remparts à armature en bois (murus gallicus) de l’oppidum, ainsi que pour le bois d’œuvre conservé sur le site The aim of this work is to clarify the knowledge on the architectural aspect of the oppida in Temperate Europe during the two last Centuries BC. The study is based on the oppidum of Bibracte (mount Beuvray, Burgundy), one of the reference sites for the Period in Europe. The research focused mainly on the study of timber building techniques derived from the continental protohistoric tradition and commonly used in these settlements.The entire woodworking process, from the forest supply to the different stages of building construction, has been analysed. The technical aspects related to the foundation and elevation of the building’s frames, the choice and shaping of their wooden elements, the patterns of the walls and the roofing techniques has been apprehended through the analysis of the archaeological remains – often fragmentary and difficult to read – as well as through the study of the rare timbers preserved in particular taphonomic conditions on the site.Thanks to the cross-checking of the documentation available from the 75 years of research carried out on mount Beuvray in the 19th century (1864-1907) and from 1984 to the present day, 151 structures with sufficiently complete plans has been identified. Of these, 74 wooden-frame buildings are characteristic of an indigenous architectural tradition, while 77 masonry structures show some influences linked to the new techniques and modules coming from Italy and gradually introduced in the settlement during the last two decades of the 1st century BC.The wooden architecture of Bibracte reflects the image of an expertise particularly well adapted to the very constraining morphological characteristics of the terrain of mount Beuvray. The corpus of studied buildings has been divided in 13 architectural categories, 6 of which concern wooden-frame buildings. In the sectors with steeper slopes, houses are usually composed of one or more semi-buried rooms and organised in terraces. The volume of these buildings develops rather vertically, with limited footprint (spans rarely exceed 5 m, the structures do not require any internal load-bearing system), but with massive wooden frames. The latter are built using closely squared timber posts, installed in dry stone trenches or connected by foundation beams giving to the structure a remarkable load-bearing capacity to support the weight of an upper floor. In the less steeply sloping areas, the buildings develop more horizontally, with multi-room layouts (often with wooden cellars) or with a monumental aspect in public buildings.Although they are organized in different ways, many structures display a certain uniformity in their dimensions, suggesting the use of well-defined building modules and a precise measurement system within a standardized building activity in the site. As in the case of the habitat, the existence of distinct parameters could also be observed in the construction of the wood-framed ramparts (murus gallicus) of the oppidum, as well as for the wooden timbers preserved on the site

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Bélanger, Jean. "Caractérisation des transferts hygrothermiques dans une enveloppe de bâtiment en bois par la résolution d'un problème inverse par l'optimisation des propriétés physiques des matériaux." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69706.

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Abstract:

Le présent mémoire porte sur la mise en place d'un modèle mathématique permettant la résolution du problème inverse du transfert de chaleur et d'humidité dans une enveloppe de bâtiments par l'optimisation des propriétés physiques des matériaux. Ce modèle a permis de répondre à l'objectif principal du mémoire qui est de caractériser les échanges de chaleur et d'humidité se produisant à l'intérieur d'une enveloppe de bâtiment en bois dans le contexte climatique québécois. Afin de mettre en place ce modèle mathématique, plusieurs étapes ont été réalisées. Premièrement, des simulations numériques ont été faites avec le logiciel WUFI dans le but de compléter une analyse de sensibilité. Cette analyse de sensibilité a, par la suite, été utilisée afin de cibler les propriétés physiques des matériaux ayant le plus d'impact sur la réponse du modèle. Une fois l'analyse de sensibilité complétée, les résultats obtenus ont servis à mettre en place un algorithme prédictif à l'aide Matlab. Ces algorithmes permettent de prédire l'évolution de la température et de l'humidité dans le temps en fonction de plusieurs paramètres. Le modèle prédictif est ensuite utilisé afin de réaliser l'optimisation des propriétés physiques du modèle. Cette optimisation est faite par rapport aux données réelles recueillies par les capteurs installés dans l'enveloppe d'un bâtiment de la Ville de Québec. Plusieurs modifications ont été faites dans le modèle afin d'augmenter la précision de celui-ci. Les résultats obtenus aux différentes modifications sont analysés.

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Martin, Ulysse. "Spécificités physiques et enjeux de la performance énergétique du CLT en milieu nordique." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/30955.

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Abstract:

Le bois a été l’un des premiers matériaux utilisés par l’homme et possède encore aujourd’hui beaucoup de potentiel dans la construction. En effet, de nombreux matériaux d’ingénierie ont été développés à partir du bois, comme les panneaux de bois lamellé-croisé (CLT). Ces matériaux permettent d’être compétitifs avec le béton ou l’acier en termes de performance, de coût et d’empreinte environnementale. L’extraction des ressources, la fabrication de matériaux de construction et la construction elle-même (transport et machinerie) sont énergivores et à l’origine d’importants dégagements de gaz à effet de serre. Le bois est une ressource renouvelable qui a l’avantage de fixer du carbone lors de sa croissance et de le conserver une fois en service. Durant sa vie utile, un bâtiment va aussi consommer de l’énergie pour le chauffage / la climatisation et l’éclairage. C’est pourquoi la recherche de l’efficacité énergétique est nécessaire. Le CLT est un matériau d’ingénierie qui a le potentiel de démocratiser les bâtiments de moyenne hauteur en bois. En cela le CLT est avantageux pour la performance énergétique, puisque les panneaux font un effet barrière à l’air, à la vapeur et à la chaleur. Dans le système constructif en CLT, les jonctions avec les autres panneaux et les percements sont les principaux chemins de fuites pour l’air. Les infiltrations/exfiltrations vont être responsables d’importantes pertes thermiques. De plus, les exfiltrations peuvent induire une humidité excessive en présence de chaleur dans le mur, provoquant la croissance de moisissure et de pourriture du bois. La résistance des matériaux et la santé des occupants peuvent être compromises à moyen et long terme. Le but de ce projet est d’évaluer l’impact des tolérances d’assemblages, en présence d’une fuite d’air, sur la performance énergétique et la durabilité du mur afin de vérifier si les tolérances d’assemblages représentent un risque à prendre en considération ou non. Des thermographies d’une jonction en angle de murs en CLT prises lors d’une dépressurisation du bâtiment ont permis d’identifier une fissure. Un travail de modélisation de la fissure en fonction des températures observables a ensuite permis de dimensionner la fissure (0,72 mm traversant l’isolation) en considérant une tolérance d’assemblage pour le CLT de 2 mm. Cette fissure « modèle » a ensuite été transposée dans le cas d’un mur plat, afin que ne soit pas considéré le pont thermique lié à l’angle. Une analyse de l’impact sur la performance énergétique de tolérances d’assemblages variables a été réalisée par simulation informatique, pour une infiltration et une exfiltration. La simulation a également permis d’analyser l’impact sur la durabilité, en termes de développements fongiques et de risque de condensation, d’une exfiltration sur notre fissure « modèle ». La simulation a montré que l’impact d’une infiltration sur la performance énergétique est 1,62 fois plus grand que pour une exfiltration, qui est elle-même 1,37 fois plus énergivore qu’un mur sans fissure. L’influence de la largeur de la tolérance d’assemblage est minorée par la dimension de la fissure dans le reste du mur. La simulation des échanges hygriques dans la fissure a montré que la croissance de moisissure est à craindre en surface, lorsque l’humidité relative de l’air est de 40 % et plus. La zone touchée est principalement l’isolation, mais s’étend jusqu’au CLT à mesure que l’humidité relative de l’air exfiltré augmente. L’humidité de l’air condense à proximité de la sortie de l’exfiltration, ce qui peut mener à une accumulation de givre sous le revêtement extérieur. Le résultat de ces simulations permet de mettre l’accent sur l’importance de la continuité du pare-air et de la mise en place de mesures pour éviter qu’une tolérance d’assemblage soit un chemin libre pour l’air. L’utilisation de joints adhésifs souples pouvant épouser la découpe irrégulière du CLT et amortir les variations dimensionnelles permettrait de réduire les risques liés aux fuites d’air. Wood is one of the first material mankind used to work with and is still full of potential for building sector. Many engineering materials have been developed from wood, such as the cross-laminated timber (CLT). Wooden engineering materials are as performant as steel and concrete but are also cost effective and have a lower environmental footprint. Resources extraction for the manufacture of building materials and the building phase itself require a lot of energy, and generate or release important amount of greenhouse gaz. Wood is a sustainable resource that has the benefit of being able to capture carbon during its growing phase and to preserve it. In service, buildings will have heating and cooling loads, depending of their energy efficiency, high energy efficiency is required to lower the overall energy footprint of buildings. CLT has the potential to be a greener substitute to reinforced concrete in the mid-rise building. CLT helps to reach energy efficiency because wood panels act as a barrier for air, vapor and heat. In CLT building system, junctions between panels and with other elements (ducts, wiring, etc) are the main leakage paths through the envelope. Infiltrations and exfiltrations are responsible for important heat losses. Exfiltrations can also lead to excessive moisture accumulation in the walls, resulting in mold and rot growth. Structural integrity and air quality can be jeopardized on the average/long term. The aim of this project was to assess the impact of gaps between CLT panels, in case of air leakages, on the energy efficiency and durability of the wall. A real case of infiltration in a corner of a CLT building was used to size an air leakage area in the insulation (0.72 mm through the insulation considering a 1 m high wall), intended an assembly tolerance or gap of 2 mm. The gap was then extrapolated to a flat wall, to exclude the thermal bridge effect of the corner. An energy efficiency assessment was done using simulations for both cases of infiltration and exfiltration, with variable assembly gap. Simulation also permits to assess the impact on durability, on mold growth risks, of the exfiltration for variable exfiltrated air relative humidity. Results show that infiltration has a greater impact (1.62 times) than exfiltration, which is itself 1.37 times more energy-consuming than a perfect wall. The impact of the assembly gap variations in the CLT is restricted by a maximum flow rate dicted by the air leakage path in the insulation. Simulation of moisture transfer shows that mold growth is to fear on the gap surface through the wall, when the exfiltrated air relative humidity exceeds 40 %. The first mold development should primarily affects the insulation, but extends to the CLT as the relative humidity of the exfiltrated air increases. Condensation occurs in the insulation near the outlet of the exfiltration, leading to an accumulation of ice behind the external cladding. Results of simulations show how important it is to keep the air barrier continuous, and to avoid that assembly gaps in the CLT act as shortcut for eventual air leaks. The use of flexible adhesive joints, which can match the irregular cut of the CLT and dampen the dimensional variations would reduce the risks of air leakage.

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Li, Hang. "Utilisation de matériaux bois intelligents pour la gestion durable des infrastructures." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30288/document.

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Abstract:

Depuis quinze ans, on recommence à construire en bois, et notamment en bois lamellé-collé (LC), pour répondre aux nouveaux challenges imposés par les problématiques de développement durable. Néanmoins, des problèmes de dégradations liés à l'humidité ou aux cycles d'humidification/séchage limitent le développement des ouvrages en bois. De ce fait, le suivi de l'humidité des ouvrages d'art en bois devient un enjeu crucial. Aujourd'hui, certaines solutions existent mais ne permettent pas un suivi local au niveau des lamelles du bois LC. Une telle solution permettrait d'améliorer la prédiction de la durée de vie des ouvrages. Suite à ce constat, nous avons proposé de transformer le bois LC en " structure intelligente " par intégration d'un système du suivi de l'humidité au niveau des lamelles, et ce, en tenant compte des principales contraintes de fabrication de ce matériau (faible épaisseur du joint collé, pression de collage importante, etc.). Pour ce faire, nous avons effectué une recherche bibliographique afin de sélectionner les méthodes de suivi pouvant répondre à ces contraintes. A l'issue de cette recherche, deux technologies se sont révélées intéressantes : les mesures électriques et les mesures ultrasonores. Plusieurs configurations de mesures ont été proposées et testées pendant ce travail de thèse. Par la suite, nous avons effectué des essais préliminaires pour s'assurer du bon fonctionnement de ces configurations de mesures, et ainsi vérifier le comportement des capteurs lors de la fabrication du bois LC. Puis, nous avons humidifié les échantillons en utilisant deux protocoles d'humidification différents afin de vérifier la faisabilité du suivi de l'humidité avec les capteurs intégrés. Les résultats montrent que l'ensemble des configurations de mesures sont opérationnelles pour suivre la variation de l'humidité dans les échantillons LC. De plus, pour les mesures électriques, nos résultats montrent que l'on peut adopter quasiment les mêmes modèles d'étalonnage pour le suivi de l'humidité par mesures résistives, quel que soit le type de capteurs utilisé. Qui plus est, il est possible de récupérer des informations complémentaires par la réalisation simultanée des mesures résistives et des mesures capacitives en utilisant les électrodes surfaciques. Concernant les mesures ultrasonores, nous avons obtenu les courbes de sensibilité en fréquence pour plusieurs familles de capteurs à film piézoélectrique. L'influence de la pression de collage et de la distance entre les capteurs sur les mesures électriques/ultrasonores a aussi été investiguée dans ces travaux. De futures études consisteront à utiliser ces configurations de mesures pour le suivi in situ dans les ouvrages, ainsi qu'à établir un lien entre la durabilité des structures LC et les cycles d'humidification/séchage afin de prédire la durée de vie résiduelle des ouvrages d'art en bois For fifteen years, we restart to construct with wood, and particularly with glulam to respond to the new challenges imposed by the issues of sustainable development. However, degradation issues related to moisture content (MC) or wetting/drying cycles limit the development of timber structures. As a result, the MC monitoring in timber structures becomes a critical issue. Today, several solutions exist but they do not allow a local monitoring in the lamellas of glulam. Such a solution would improve the prediction of the service life of timber structures. In the light of this observation, we proposed to transform glulam into "smart material" by embedding a MC monitoring system in the lamellas, and this, considering the major constraints of fabrication of this material (small glue line thickness, important bonding pressure, etc.). To achieve this, we have conducted a bibliographic research, in order to select the monitoring methods which can satisfy these constraints. According to this research, two technologies turn out to be interesting: the electrical measurements and the ultrasonic measurements. Several measurement configurations were proposed and tested in this PhD work. Thereafter, we conducted preliminary tests to make sure of the good functionality of these measurement configurations, and also to verify the behavior of sensors throughout the glulam fabrication process. Afterwards, we moistened the specimens with two different moistening protocols in order to verify the feasibility of MC monitoring with embedded sensors. Results showed that all the measurement configurations are operational for the MC monitoring in glulam specimens. Moreover, for electrical measurements, our results show that we can adopt almost the same calibration models for the MC monitoring by resistive measurements, no matter the type of sensors used. Furthermore, it is possible to obtain complementary information by the realization of the resistive and capacitive measurements at the same time, using surface electrodes. Regarding the ultrasonic measurements, we have obtained the sensibility curves in frequency of several families of piezoelectric film sensors. On the other hand, the influence of bonding pressure and of sensor distance on the electrical/ultrasonic measurements was also investigated in this study. Future studies will consist in using these measurement configurations to perform in situ monitoring in timber structures, and also to establish a link between the durability of glulam structures and the wetting/drying cycles in order to predict the service life of timber structures

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Lemaître, Romain. "Développement d’un outil de calcul non linéaire de dimensionnement d’assemblages bois tridimensionnels soumis à des torseurs plans." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0046.

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Abstract:

Ce travail de doctorat a pour objectif de proposer un outil ingénieur de modélisation numérique pour le dimensionnement d’assemblage de structures bois de type tige sollicités dans leurs plans (sollicitations N, M, V). Il s’inscrit dans un contexte où les besoins de l’ingénieur pour le dimensionnement de ce type d’assemblage, en particulier sur l’estimation de la raideur et de la distribution des efforts, sont croissants. Un modèle tridimensionnel de poutre élastoplastique sur des appuis non linéaires a été retenue comme base de développement afin de modéliser le comportement mécanique local de l’interaction organe-bois. Ces appuis non linéaires servent à décrire le comportement en enfoncement de l’organe dans l’épaisseur des éléments bois. Des essais d’enfoncement sur plusieurs matériaux et diamètres d’organe ont été réalisés pour caractériser ce comportement. Une méthodologie d’analyse de courbes d’essai d’enfoncement a été proposée pour être en adéquation avec le modèle utilisé. Dans le cadre d’un travail collaboratif européen, cette méthodologie a été utilisée sur des résultats expérimentaux de quatre laboratoires de recherche afin de constituer une base de données. L’analyse de cette dernière a permis de proposer différentes équations empiriques pour estimer des paramètres physiques de l’enfoncement. La modélisation proposée est développée à l’aide du code de calcul aux éléments finis Cast3M. Celle-ci intègre tous les comportements matériels de l’assemblage. Cela donne une estimation précise de la distribution des efforts des organes de l’assemblage générée par des sollicitations planes, ainsi que les raideurs axiales et rotationnelles. La modélisation a mis en évidence l’influence de l’élancement de l’organe dans l’épaisseur de l’assemblage sur l’estimation de la raideur d’assemblage The aim of this PhD is to propose a numerical modelling engineering tool for the design of dowelled timber joints with in-plane loading (N, M, V). It is part of a context where the needs of the engineers for the design of these kind of joints are increasing, in particular on the connection stiffness estimation and the load distribution. A three-dimensional model of an elastoplastic beam on non-linear supports was chosen as the basis for development in order to model the local mechanical behaviour of the dowel-wood interaction. These nonlinear supports are used to describe the embedment behaviour of the dowel in the thickness of the timber members. Embedding tests on several materials and dowel diameters were carried out to characterize this behaviour. Methodology to analyse embedment test curves was proposed to be in line with the model used. Within the framework of a European collaborative work, this methodology was used on experimental results from four research laboratories in order to provide a database. The database analysis has made it possible to find some empirical correlations to estimate physical parameters related to the embedment. The proposed modelling is developed using the Cast3M finite element calculation code. It integrates all the material behaviours of the joint components. It gives an accurate estimate of the load distribution of the joint generated by in-plane loading, as well as the axial and rotational stiffnesses. The numerical model has revealed the influence of the dowel slenderness on the connection stiffness estimation

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Christin, Jérôme. "Système de fondation sur pieux bois : une technique millénaire pour demain." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1105/document.

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Abstract:

La France possède un patrimoine très riche d'ouvrages d'art et de bâtiments fondés sur des pieux en bois. Les ponts construits sur la Loire, sur la Seine, le château de Chambord ou encore le Grand Palais à Paris en sont quelques exemples. Cependant, malgré un parc français important d'ouvrages bâtis sur des pieux en bois, le retour d'expérience sur la portance résiduelle et l'état de dégradation de leurs fondations est faible et non capitalisé. Les principaux objectifs de ce travail, qui s'intègre dans le projet Pieux Bois, sont d'une part, de définir une méthodologie d'analyse des fondations en bois des ouvrages visant à évaluer leur état de dégradation, et d'autre part, de proposer une méthode de dimensionnement des pieux en bois s'appuyant sur les caractéristiques pressiométriques des terrains. L'état de l'art réalisé dans le cadre de ce projet a permis d'identifier une centaine de ponts français construits sur des pieux en bois entre le Moyen-Âge et l'époque industrielle, principalement situés dans le lit des fleuves et de leurs affluents. Les désordres relevés sur ces ouvrages ainsi que les solutions de confortement mises en œuvre pour assurer leur pérennité ont été établis. La méthodologie d'analyse présentée dans un guide d'inspection des fondations en bois élaboré aux Pays-Bas a été validée lors de l'évaluation de l'état de dégradation des pieux de fondation d'un viaduc ferroviaire situé à proximité de Bordeaux. Les propriétés mécaniques de l'interface entre le sol (limon) et le bois ont été étudiées à partir d'une campagne d'essais en laboratoire à la boîte de cisaillement direct. Des essais de cisaillement d'interface avec le mortier et l'acier ont également été réalisés. L'influence de la rugosité des matériaux et de la teneur en eau du limon sur les propriétés de résistance d'interface a été examinée. Les essais de cisaillement en laboratoire ont été complétés par la réalisation de deux plots expérimentaux sur lesquels des pieux en bois ont été battus et chargés en compression. Les pieux ont été préalablement munis d'un système d'instrumentation accueillant un chapelet d'extensomètres amovibles. Les résultats de ces essais de chargement ont été intégrés dans une base de données d'essais de pieux en bois construite à partir de données publiées dans la littérature. La démarche mise en œuvre pour établir les règles pressiométriques présentées dans la nouvelle norme d'application nationale de l'Eurocode 7 a été reprise et modifiée. Les études statistiques menées à partir de cette base de données ont permis de proposer un modèle de calcul des résistances de pointe et de frottement des pieux en bois battus dans les argiles limons et les sables graves Many buildings and bridges built on timber pile foundations still stand in France. The bridges on rivers “Loire” and “Seine”, the castle of Chambord, the “Grand Palais” in Paris are a few examples of French monuments founded on timber piles. However, despite a large number of buildings and bridges constructed in France, the feedback on the residual bearing capacity and the degradation of timber piles is scarce. The main objectives of this work, which is part of the “Pieux Bois” national research project, are, on the one hand, to define a methodology in order to analyze timber pile foundations degradation, and on the other hand, to propose a design method of timber piles based on the results obtained from pressuremeter tests. The state of the art made in the national project identified about one hundred French bridges built on timber piles between the Middle Ages and the industrial era. They are mainly located in basins of rivers. Pathologies were observed on bridges and reinforcement solutions were implemented in order to avoid any future problems. The methodology for the inspection of timber pile foundations given in the Dutch guide was applied to investigate the degradation of timber piles under an existing railway bridge near Bordeaux. Series of laboratory tests were carried out on soil (silt) and wood with a direct shear box. The mechanical properties of the interface were studied. Shear tests between mortar, steel and silt were also carried out. The influence of material roughness and silt moisture content on the shear strength properties of the interface was examined. In addition, timber piles were driven and loaded on two experimental sites. The timber piles were instrumented with removable extensometers. The results of these load tests were included in a database which contained timber piles loading test results published in literature. The approach adopted to establish the design method of deep foundation based on the results obtained from pressuremeter tests described in the new national standard for application of Eurocode 7 was modified. A new model of calculation of timber piles shaft and base resistance driven in clay silt and sand gravels was determined with statistical studies from this database

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Gámez, Bohórquez Oscar. "Fab-Cell : outil d'aide à la conception de parois non standards en bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0053.

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Abstract:

L’intégration du langage informatique dans l’architecture et l’ingénierie a commencé dès les années 1960, mais a connu un réel essor dans les années 1990. Les outils de modélisation ont alors progressivement fait émerger une nouvelle architecture. Tout d’abord baptisée « architecture blob », on lui a ensuite attribué le nom de « blobisme » et ses dérivés sont aujourd’hui appelés « architecture non standard ». Au cours de la dernière décennie, certains chercheurs comme Mario Carpo ou praticiens comme Patrick Schumacher ont introduit les termes de « paramétrisme », « customisation de masse », et « architecture non standard » pour définir ces nouvelles constructions complexes. Elles ne sont pas nécessairement savantes, mais ont été conçues grâce à des outils numériques et réalisées avec des méthodes de fabrication digitales. Cette thèse prend appui sur le postulat qu’une approche non standard dans un projet est loin de se résumer à une démarche purement plastique ou fonctionnelle : elle est destinée à produire des objets constructibles. Le domaine d’étude est celui des murs et enveloppes construites en bois et plus particulièrement les parois de type cellulaire. Ce travail inclut donc un outil paramétrique d’aide à la conception (ACPT, Aided-Conception Parametric Tool) et à la fabrication qui peut accompagner les concepteurs dans l’exploration de solutions non-standards pour des problèmes architecturaux spécifiques Cet outil paramétrique et intégré s’appuie sur une modélisation géométrique et technique des parois murales et des différents dispositifs cellulaires qui les composent. L’approche paramétrique autorise le développement de nombreuses variantes morphologiques. Sa dimension intégrée permet la production et l’optimisation des données tant topologiques que constructives. La production grandeur nature d’une paroi réalisée par un robot de coupe a servi de cadre expérimental pour démontrer les potentialités de notre approche mais aussi en identifier les difficultés. Les améliorations effectuées ont conduit à produire une série de clusters (groupes de fonctions) pour Rhinoceros-Grasshopper (RGH) qui ont permis de mettre en oeuvre la première version opérationnelle de cet outil, baptisée Fab-Cell The integration of computing language into architecture and engineering has been present since the 1960s but it only proved practical by the 1990s when modeling tools started to participate in an architectural shift that has conceptually mutated through the years. By then, the trend was called “blob architecture” and thirteen years ago, trends succeeding “blobism” were named as non-standard architecture. In the last ten years, academicians like Mario Carpo and practitioners such as Patrick Schumacher nested the terms parametricism, mass customization, and nonstandard architecture to define those complex –not necessarily complicated architectures created by using of digital tools and aided-manufacturing methods. This thesis is underpinned on the fact that using the non-standard approach in any architectural project needs more than just a plastic or functional intention but the means to translate that intention into actual buildable objects. The aims of this study are therefore oriented towards architectural elements using cellular-like patterns as morphologic resource. This work brings up an Aided-Conception Parametric Tool (ACPT) that actually helps designers to explore non-standard solutions to specific architectural problems regarding timber-built walls and envelopes. This ACPT is meant then to succeed architectural intentions in which geometric patterns –as morphologic modifiers- are used to provide walls and envelopes with a particular language (a cellular structure) that might require morphologic form searching (Carpo, 2015a) and topologic optimization by means of parametric generative modeling. The previously mentioned aims were validated by means of a full-scale prototyping exercise in which the first version of the ACPT is tested. Furthermore A series of modeling improvements regarding pattern generation, jointing calculation and fabrication simulation, helped fixing the difficulties found during the first validation stage in order to produce a set of Rhinoceros-Grasshopper (RGH) functional clusters that embody the early operational state of this ACPT called Fab-Cell

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Armand, Decker Stéphanie. "Développement d’une méthode d’optimisation multiobjectif pour la construction bois : prise en compte du confort des usagers, de l’impact environnemental et de la sécurité de l’ouvrage." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0189/document.

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Abstract:

Les pays industrialisés cherchent aujourd’hui à réduire leur consommation d'énergie et à utiliser des matières premières de substitution, notamment renouvelables dont le bois fait partie. Pour promouvoir son usage, le développement de méthodes favorisant son recours dans les systèmes constructifs pour la construction multiétage est nécessaire.La conception d’un bâtiment est multicritère. Des objectifs contradictoires sont à optimiser simultanément. Des solutions de compromis Pareto-optimaux sont par exemple recherchées entre l’atteinte des meilleures performances d’usage et la limitation de l’impact environnemental du bâtiment. Ces travaux portent ainsi sur le développement d’une méthode d’optimisation multiobjectif de systèmes constructifs bois adaptés au multiétage.Des objectifs de maximisation du confort vibratoire des planchers et de minimisation des besoins de chauffage, d’inconfort thermique, de potentiel de réchauffement climatique et d’énergie grise sont pris en compte. La méthode repose sur un algorithme d’optimisation multiobjectif par essaim particulaire capable de proposer un ensemble de solutions non-dominées constituant le front de Pareto. L’espace des solutions est contraint par des exigences réglementaires nécessaires à la sécurité de l’ouvrage. L’ensemble des fonctions-objectif est modélisé sous forme de fonctions analytiques. Les sorties d’intérêt du modèle de simulation thermique dynamique sont substituées par des métamodèles.La méthode développée est mise en oeuvre sur un cas d’étude. Les résultats obtenus offrent une grande diversité dans un panel de 20 000 solutions optimales. Ces résultats constituent un support de discussion entre les différents acteurs d’un projet de construction Industrialised countries are seeking to reduce their energy consumption and to use alternative raw materials, including renewables such as wood. To promote its use, multi-storey timber constructive systems need the development of new design methods.Building required a multicriteria design where conflicting objectives must be optimised simultaneously. Research solutions have to achieve the best Pareto-compromise between use performance and environmental impact of the building. This work aims to develop a multiobjective optimisation method of timber multi-storey building.The objectives of maximising floor vibration comfort and minimising heating needs, thermal discomfort, global warming potential and embodied energy are taken into account. A multi-objective particle swarm optimization algorithm is used to obtain a set of non-dominated solutions which is the Pareto front. The solution space is constrained by regulatory requirements necessary for the safety of the structure. All objective-functions are modelled as analytic functions. Dynamic thermal simulation model outputs are replaced by metamodels.The developed method is implemented on a case study. The results offer a great diversity in a panel of 20 000 optimal solutions. These results provide a basis for discussion between the different actors of a construction project

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Toriti, Magali. "Les bois ouvragés en Gaule romaine : approches croisées archéologiques, anthraco-xylologiques et entomologiques." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA3007/document.

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Abstract:

Le bois est l’une des matières premières les plus utilisées dans la construction romaine, ce qui en faitun élément clé de l’économie et de l’environnement. Mais contrairement à la pierre, ce matériau nelaisse que peu de traces sur le terrain, rendant ainsi son interprétation parfois complexe.Cette thèse tente d’aborder le bois de construction gallo-romain sous différents aspects (choix et transportdu bois, chaîne opératoire technique du travail et état sanitaire) à partir d’une approche interdisciplinairealliant Sciences de l’Homme et Sciences biologiques.Le point novateur de ce travail réside dans la réalisation d’une clé de détermination des traces (galerieset vermoulures) que les insectes xylophages laissent dans le bois archéologique. Savoir identifier ces traces conduit à de nouvelles pistes interprétatives : déterminer le moment où s’est produitl’infestation (bois sur pied, lors d’une phase de stockage, après sa mise en place dans l’architectureou après l’abandon du site et l’enfouissement des vestiges) ; estimer la durée et localiser la source del’infestation ; obtenir des indications sur les choix et les gestes des constructeurs et mieux appréhenderla conservation du patrimoine ligneux Wood is one of the most used raw materials in Roman construction. So timber is a key element of theeconomy and of the environment. If stone is easely discovered during excavations timber leaves a fewremains on archaeological excavations. So interpreting resultsis diffi cult.This PhD attempts to approach the Gallo-Roman timber in various aspects (choice and transport ofwood, technical chain of work and wood condition) from an interdisciplinary approach combininghuman and biological sciences.The innovative part of this work is the realization of an atlas to determine the xylophagous’s traces(galleries and frass) into the archaeological wood. Knowing how to identify these traces is importantto develop new archaeological interpretations: Is it an infestation of alive tree? Is it an infestation duringa storage phase, the use of the building or after the abandonment of the site and during the taphonomicalprocess ? To estimate the duration of the infestation and locate its origin; to document choicesand actions of the builders; and to have a better understanding of the conservation of wood heritage

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Timsah, Yahia. "Simulation numérique du comportement non-linéaire à long terme des ossatures spatiales : prise en compte des déformations différées de retrait et de fluage du béton et de la relaxation de l'acier de précontrainte." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0307.

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Abstract:

L'étude du comportement non linéaire à long terme des structures en béton armé, béton précontraint ou mixte (béton- acier ou béton - béton) nécessite la considération des effets diffèrés de ces matériaux (retrait et fluage du béton et relaxation des aciers de précontrainte). Ces effets peuvent influer considérablement sur le comportement des structures, par une redistribution des efforts à l'état de service et aussi à l'état limite ultime. La prise en compte du fluage de béton est introduite dans la quasi totalité des logiciels de calcul par des lois de comportements basées sur le modèle de la visco-élasticité-linéaire (principe de superposition). Or l'utilisation de ces lois s'avère limité sous certaines conditions, notamment la restriction de l'application au domaine linéaire de contraintes et le maintien des valeurs constantes de la température et de l'hygrométrie. A cela s'ajoute leur inaptitude dans le cas d'une diminution des contraintes. D'ou la nécessité d'introduire une loi de comportement capable de dépasser ces limitations. Dans cette étude, on propose quatre méthodes pour calculer numériquement les effets du fluage du béton: a) La méthode de superposition, dite de référence. Cette méthode, bien qu'elle soit limitée à certaines conditions, est introduite pour estimer l'exactitude des autres méthodes dans le cadre de la limitation de cette approche. B) La méthode de discrétisation en série de Dirichlet, dans laquelle, et pour certains types de fluage, on peut substituer à la formulation intégrale une formulation différentielle qui ne fait intervenir que l'état courant des variables et de la sollicitation. C) Le modèle incrémental de P. Acker, dans lequel la déformation de fluage ne dépend que de certaines variables qui caractérisent l'état acutel de la structure. La présentation des principes de ces méthodes et du logiciel de calcul instantané non linéaire établi antérieurement constitue la première partie de cette étude; la deuxième partie concerne la résolution numérique selon les différentes méthodes et leur intégration dans le logiciel. Une étude comparative faite dans la dernière partie entre les résultats obtenus avec le logiciel (avec les différentes méthodes) et des résultats d'essais, a permis de tirer des conclusions sur le mérite de chacune des méthodes et sur les lois de comportement rhéologique utilisées.

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Hajj, Fadi. "Utilisation des isotopes stables et radiogéniques du strontium pour tracer la provenance des bois : application à des épaves sous-marines." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0334.

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Abstract:

Au début des temps modernes (16ème - 18ème siècles), la construction de grands navires était primordiale pour le développement des rencontres culturelles dans ce qui est devenu l'âge de la découverte et de l'expansion européenne. L’Espagne était une des grandes puissances de l’époque. Le projet européen « ForSEAdiscovery » cherche dans ce contexte à répondre aux questions clés suivantes : les ressources forestières ibériques de l’époque soutenaient-elles la demande croissante de bois, ou bien ce bois était-il importé d’autres pays ? Si ces bois ne provenaient pas de l’Espagne, comment les réseaux de commerce étaient-ils organisés ? Ce projet aborde ces questions à travers un programme de recherche multidisciplinaire et innovant pour améliorer la compréhension de notre passé historique et de notre patrimoine culturel, et développer notre connaissance sur l'utilisation passée des ressources en bois pour la construction navale. L'objectif de cette thèse, qui s’insère dans ce projet, est d’identifier la provenance des bois utilisés dans la construction navale ibérique en utilisant des traceurs géochimiques. L’hypothèse est que les arbres se développant sur des roches et des sols contrastés possèdent des signatures géochimiques spécifiques héritées des roches. Les signatures isotopiques en strontium (87Sr/86Sr) peuvent notamment être des indicateurs de provenance géographique. Dans ce contexte, la démarche suivie dans la thèse a consisté à caractériser la signature isotopique en Sr dans des bois d'épaves de bateaux et dans les bois d’arbres actuels, les sols et roches prélevés dans les principaux peuplements forestiers espagnols pointés comme lieux de production des bois entre le 16ème - 18ème siècles. Les signatures en δ88/86Sr, traceur peu connu encore, ont également été caractérisées dans les échantillons. Les types et les âges des roches ont été caractérisés et les liens entre les rapports isotopiques 87Sr/86Sr et δ88/86Sr dans les roches, sols et arbres ont été étudiés sur les sites espagnols échantillonnés. La signature locale des sites espagnols potentiels de provenance de bois a été déterminée. Nos résultats mettent en évidence que le rapport isotopique 87Sr/86Sr dans les arbres reflète la signature de la fraction échangeable des sols sur lesquels ils croissent alors que le δ88/86Sr est affecté par le fractionnement, les isotopes légers (86Sr) étant préférentiellement incorporés dans les arbres laissant la fraction échangeable du sol enrichie avec les isotopes lourds (88Sr). Ce fractionnement observé pour les chênes, n’est pas marqué dans le bois des pins suggérant que le fractionnement isotopique durant le transfert du Sr entre le sol et l’arbre est dépendant de l’espèce. La contamination des bois d’épaves par les éléments marins a été identifiée. Le Sr marin se retrouve notamment sous forme adsorbée ou dans la structure des minéraux précipités dans les bois immergés. Différentes expériences d’extractions ont été testées et un protocole adapté a été développé pour extraire les éléments marins et retrouver la signature originelle du bois archéologique. Nous avons réussi à valider un protocole d’extraction et retrouver la signature originelle d’un échantillon de bois d’épave. Ce résultat souligne le potentiel et l’importance d’une nouvelle méthode combinant 87Sr/86Sr et δ88/86Sr pour des futures études de provenance de bois ou autres matériaux. Cependant, nos résultats indiquent également que beaucoup de nos échantillons de bois archéologiques n’ont pas conservé leur Sr originel. Partant de ce constat, des préconisations sont proposées pour améliorer la possibilité d’utilisation de ce traceur dans les études futures de provenance de bois archéologiques sous-marins In the Early Modern Age (16th - 18th centuries), the construction of ocean-going ships was paramount to the development of cultural encounters in what became the Age of Discovery and European expansion. Spain was one of the biggest forces of that time. The European project “ForSEAdiscovery” seeks answers in this context to the following key questions: Could Spanish forest resources sustain the increasing demand of timber, or were the wood imported from elsewhere? If Spanish forests were not the only wood supplier, how were the trade networks organized? This project will address these questions through a multidisciplinary and innovative training research program to improve the understanding of our historical past, our cultural heritage, and our knowledge of the use of resources for shipbuilding. The objective of this PhD thesis, taking part of this project, is to identify the provenance of the Iberian shipbuilding wood using geochemical tracers. The hypothesis is that trees growing on contrasted rocks and soils have specific geochemical signatures, which can be an indicator of geographic provenance. In this context, the Sr isotopic signature (87Sr/86Sr) was characterized in shipwreck wood samples and wood from living trees, soils and rocks collected from the Spanish forest stands indicated as potential source of wood between the 16th - 18th centuries. The δ88/86Sr signatures were also characterized in the samples. The rock types and ages were characterized at the selected sites and the link between the 87Sr/86Sr and δ88/86Sr in rocks, soils and trees was studied on the sampled Spanish sites. The local signature of Spanish potential sites was determined for provenance of wood. Our results indicate that 87Sr/86Sr isotope ratios in trees reflect the signature of the corresponding soil exchangeable pool while δ88/86Sr was shown to be affected by mass-dependent fractionation with trees taking up lighter (86Sr) isotopes, leaving the soil exchangeable pool enriched with the heavier isotopes (88Sr). This fractionation observed for oak trees, was not found in pines suggesting that the isotopic fractionation during tree uptake is species dependent. The contamination of wood from shipwrecks by seawater elements was identified. Marine Sr was found to be adsorbed on the wood or included in the precipitated minerals in the waterlogged wood. Several extraction experiments were tested and an adapted protocol was developed to extract the seawater elements and retrieve the original signature of the archaeological wood. We succeeded to validate an extraction protocol and retrieve the original signature of one wood sample. This result underline the potential and importance of a new method combining 87Sr/86Sr and δ88/86Sr values for future provenance studies on wood or other materials. However, our results also indicated that most of our shipwreck wood samples did not conserve their original Sr. Therefore, preconizations were suggested in order to extend the use of this tracer in future provenance studies on archaeological wood from shipwrecks

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Rafidiarison, Helisoa Mamy. "Etudes expérimentales des transferts de masse et de chaleur dans les parois des constructions en bois, en vue de leur modélisation. Applications aux économies d'énergie et au confort dans l'habitat." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0077.

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Abstract:

Les matériaux hygroscopiques, et tout particulièrement le bois et ses dérivés possèdent des propriétés complexes rendant difficile la modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse dans les parois incluant ces matériaux. De ce fait, très peu d'outils numériques sont aujourd'hui capables de prédire correctement la performance hygrothermique de l'habitat bois. L'objectif de ce travail est de caractériser expérimentalement les transferts chaleur-masse dans les parois des constructions bois afin de valider un outil numérique destiné à simuler le comportement hygrothermique des parois comportant des matériaux hygroscopiques. Dans un premier temps, les notions théoriques et les études antérieures sur les transferts couplés chaleur - masse sont présentés. Ensuite, nous donnons un descriptif détaillé du dispositif expérimental conçu pour caractériser les transferts couplés chaleur-masse dans les parois. Les expériences de caractérisation des performances hygrothermiques des parois fournies par les industriels partenaires du projet TRANSBATIBOIS dans lequel s'inscrit cette thèse sont également abordées. Nous détaillons par la suite les expériences réalisées ainsi que la phase de confrontation des résultats expérimentaux avec les résultats prédits par le code numérique BuildingPore et l'outil commercial WUFI. La troisième partie de ce travail est consacrée aux expérimentations à l'échelle de l'enveloppe. Nous y présentons une analyse de la performance hygrothermique et des consommations énergétiques des constructions bois à travers le suivi de modules-test exposés au climat extérieur. La dernière partie du travail est consacrée aux dispositifs de suivi de bâtiments Coupled heat and moisture transfer through hygroscopic materials, particularly wood and wood-based products are difficult to model. This is partly due to some specific and complex properties of these materials that are often not included in numerical models. Currently, only a few numerical models are able to predict accurately the hygrothermal performance of wooden building envelope. The aim of this work is to assess the heat and moisture transfer in wooden building envelope through experiments and validate the prediction capacity of a numerical model developed to simulate hygrothermal behavior of envelope including wooden materials. After giving a theoretical reminder of the coupled heat and moisture transfer through building envelope and reporting the results of previous studies in this field, we will give details of the experimental investigation on heat and moisture transfer through timber walls. Firstly, the experimental apparatus used for the wall tests is presented. Then, we will analysis the hygrothermal performance of wooden walls provided by the partners of the TRANSBATIBOIS project in which this work was achieved. Experimental works achieved for Buildingpore model validation and results of the comparisons between experimental assessment and numerical predictions with Buildingpore and WUFI are also reported. The third part of this study deals with the experimental assessment of wooden building envelopes exposed to climatic conditions. An analysis of the hygrothermal performance and the energy consumption of wooden test-cells is performed and reported in this part. The latest part concerns experimental works on buildings

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Samake, Abdoulaye. "Etude de l'influence des transferts thermo-hydriques sur les composants d'assemblages bois sous incendie." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22698/document.

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Abstract:

Les structures en bois sont de plus en plus utilisées de nos jours dans les constructions de génie civil. Cette utilisation massive du bois s’explique notamment par le caractère écologique du matériau et son attrait esthétique. Ces structures sont composées d’éléments en bois assemblés entre eux à l’aide d’organes métalliques tels que des boulons, broches, plaques métalliques,...etc. La résistance globale de la structure est étroitement liée aux capacités résistantes de ses liaisons. Ces zones constituent donc des endroits vulnérables lors d’un incendie. La compréhension de leur comportement sous sollicitation thermique de type incendie nécessite donc une attention particulière. Le bois est connu comme matériau anisotrope et relativement humide. La grande variabilité de ses propriétés mécaniques et la présence d’organes métalliques dans les assemblages rendent l’étude de ceux-ci beaucoup plus complexe. C’est notamment le cas en situation extrême d’incendie où la connaissance des valeurs de certains paramètres en fonction de la température est plus ou moins approchée. Lorsque l’assemblage est sollicité par des hautes températures, des flux thermiques et hydriques se manifestent et agissent sur les caractéristiques mécaniques et physiques des matériaux. Les méthodes actuelles de calcul technique de ces structures restent très sécuritaires et tendent à être simplificatrices dans certains cas. Une meilleure caractérisation de la réponse de ces assemblages sous action thermique s’impose si l’on veut optimiser les structures. Pour étudier les transferts thermiques et hydriques dans les éléments d’assemblages bois, deux approches ont été adoptées : expérimentale et numérique. L’approche expérimentale qui débute par l’étude d’un assemblage mono-tige soumis à l’action du feu ISO 834. L’étude des transferts thermiques à différents endroits des assemblages est réalisée ainsi que l’influence de la présence de la plaque métallique et le choix du type d’organes métalliques. Les résultats obtenus ont conduit à l’étude des deux éléments principaux de l’assemblage que sont le bois et les tiges métalliques. Les résultats obtenus permettent à la fois une meilleure compréhension et quantification de l’influence du choix de la tige métallique, de la présence de l’eau dans le bois. L’étude numérique a consisté à la mise en place de différents modèles. Un premier modèle simplifié basé sur les différences finies est réalisé. Il permet l’étude des transferts thermiques dans les organes métalliques. Ensuite deux modèles utilisant les éléments finis sont réalisés : le premier utilisé sous le code de calcul Msc.Marc et le second a été programmé ave des éléments finis surfaciques. Ce dernier modèle permet la prise en compte du comportement thermo-hydrique dans le matériau. Ils rentrent dans le cadre de la calibration des paramètres thermomécaniques du bois sous hautes températures et permettent d’aborder différentes configurations d’assemblages bois. Enfin une étude comparative et de discussion est réalisée entre les résultats réels et les résultats numériques. Les résultats obtenus sont satisfaisants Nowadays, timber structures are well on the way to democratization as regards building uses. They, indeed, present many advantages including light weight, speed of implementation and contribution to sustainable development. These structures are made of timber elements connected together using metal components such as bolts, dowels and nails forming the mechanical joints, which is sometimes reinforced with metal plates. Consequently, the joints are vulnerable areas when exposed to fire. Understanding their mechanical behavior, therefore, is essential, not only as regards fire exposure, but also as regards the coupling of the thermal and hydric fluxes within the connections. As we know, wood is an anisotropic material and relatively humid. The combination of the architectural demand and the material mechanical resistance requires wood materials to cohabit with other materials like steel fasteners. With the presence of steel members, thermo -hydric heat transfer phenomena within joints under fire exposure increase in speed and complexity [4 e7].This complexity comes from the difference between the materials regarding mechanical rigidity and thermo -hydric permeability. It affects the mechanical and thermo-physical properties of the materials eventually, in particular, thermal conductivity and specific heat subjected to the thermal action of fire. With this aim in view, the present research provides important experimental and numerical data, which are needed in the field of understanding and quantifying thermos-hydric transfer phenomenon within timber-steel connections. The objective of this thesis is to present the findings of the investigations carried out to study experimental and numerical thermo-hydric transfer of timber connections subjected to the ISO-834 standard conditions of fire exposure. The experimental part starts by the study of a sin gle bolt or single dowel timber-timber connections under fire. The temperature-time evolutions are measured at different places of the connections. Then two studies are carried out about the main two components of connections (wood and metal rods). The results obtained allow a good comprehension and quantification about the choice of the metal rods (bolt or dowel). A good comprehension is also obtained about the water contained in timber. The simulation model is reached in many ways: first, through the thermal study of the steel fasteners using the Finite Differences Method and another model using the Finite Element Method. Second, through the modeling of thermal behavior of the connection using the finite element method with the Msc-marc software is carried out. The last model is about the thermos-hydric behavior of the timber. The comparison between experimental and numerical results is satisfactory

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Gámez, Bohórquez Oscar. "Fab-Cell : outil d'aide à la conception de parois non standards en bois." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0053/document.

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L’intégration du langage informatique dans l’architecture et l’ingénierie a commencé dès les années 1960, mais a connu un réel essor dans les années 1990. Les outils de modélisation ont alors progressivement fait émerger une nouvelle architecture. Tout d’abord baptisée « architecture blob », on lui a ensuite attribué le nom de « blobisme » et ses dérivés sont aujourd’hui appelés « architecture non standard ». Au cours de la dernière décennie, certains chercheurs comme Mario Carpo ou praticiens comme Patrick Schumacher ont introduit les termes de « paramétrisme », « customisation de masse », et « architecture non standard » pour définir ces nouvelles constructions complexes. Elles ne sont pas nécessairement savantes, mais ont été conçues grâce à des outils numériques et réalisées avec des méthodes de fabrication digitales. Cette thèse prend appui sur le postulat qu’une approche non standard dans un projet est loin de se résumer à une démarche purement plastique ou fonctionnelle : elle est destinée à produire des objets constructibles. Le domaine d’étude est celui des murs et enveloppes construites en bois et plus particulièrement les parois de type cellulaire. Ce travail inclut donc un outil paramétrique d’aide à la conception (ACPT, Aided-Conception Parametric Tool) et à la fabrication qui peut accompagner les concepteurs dans l’exploration de solutions non-standards pour des problèmes architecturaux spécifiques Cet outil paramétrique et intégré s’appuie sur une modélisation géométrique et technique des parois murales et des différents dispositifs cellulaires qui les composent. L’approche paramétrique autorise le développement de nombreuses variantes morphologiques. Sa dimension intégrée permet la production et l’optimisation des données tant topologiques que constructives. La production grandeur nature d’une paroi réalisée par un robot de coupe a servi de cadre expérimental pour démontrer les potentialités de notre approche mais aussi en identifier les difficultés. Les améliorations effectuées ont conduit à produire une série de clusters (groupes de fonctions) pour Rhinoceros-Grasshopper (RGH) qui ont permis de mettre en oeuvre la première version opérationnelle de cet outil, baptisée Fab-Cell The integration of computing language into architecture and engineering has been present since the 1960s but it only proved practical by the 1990s when modeling tools started to participate in an architectural shift that has conceptually mutated through the years. By then, the trend was called “blob architecture” and thirteen years ago, trends succeeding “blobism” were named as non-standard architecture. In the last ten years, academicians like Mario Carpo and practitioners such as Patrick Schumacher nested the terms parametricism, mass customization, and nonstandard architecture to define those complex –not necessarily complicated architectures created by using of digital tools and aided-manufacturing methods. This thesis is underpinned on the fact that using the non-standard approach in any architectural project needs more than just a plastic or functional intention but the means to translate that intention into actual buildable objects. The aims of this study are therefore oriented towards architectural elements using cellular-like patterns as morphologic resource. This work brings up an Aided-Conception Parametric Tool (ACPT) that actually helps designers to explore non-standard solutions to specific architectural problems regarding timber-built walls and envelopes. This ACPT is meant then to succeed architectural intentions in which geometric patterns –as morphologic modifiers- are used to provide walls and envelopes with a particular language (a cellular structure) that might require morphologic form searching (Carpo, 2015a) and topologic optimization by means of parametric generative modeling. The previously mentioned aims were validated by means of a full-scale prototyping exercise in which the first version of the ACPT is tested. Furthermore A series of modeling improvements regarding pattern generation, jointing calculation and fabrication simulation, helped fixing the difficulties found during the first validation stage in order to produce a set of Rhinoceros-Grasshopper (RGH) functional clusters that embody the early operational state of this ACPT called Fab-Cell

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Gagnon, Richard. "Optimisation multi-objectif de bâtiments en bois : vers le net-zéro en énergie et en carbone sur la vie du bâtiment." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/32726.

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Abstract:

Le secteur du bâtiment au Canada est responsable de plus de 16% des émissions de gaz à effet de serre (GES) et de 30% de la consommation énergétique. À l’échelle mondiale, cela s’élève à 30% pour les émissions de GES et à 40% en ce qui a trait à la consommation énergétique. Ce secteur a donc un rôle majeur à jouer dans la lutte aux changements climatiques et pour la transition énergétique. L’optimisation multi-objectif fait partie des méthodes de conception reconnues par les scientifiques pour son fort potentiel d’amélioration de la durabilité des bâtiments résidentiels et commerciaux. Depuis le début des années 90, son utilisation dans le domaine n’a cessé de s’accroitre. Des algorithmes d’optimisation sont en continuel développement afin de résoudre efficacement des problèmes de conception dont les exigences sont toujours plus complexes. L’objectif de cette thèse est donc de développer et d’évaluer une méthodologie d’optimisation pour la conception de bâtiments durables tenant compte simultanément d’un ensemble de variables hétérogènes et d’objectifs contradictoires. Les solutions proposées sont complémentaires aux recherches les plus avancées dans le domaine de l’optimisation multi-objectif. Dans un premier temps, une analyse de sensibilité globale est appliquée à 30 variables de conception influençant divers critères de performances relatifs à la consommation énergétique et au confort d’un bâtiment commercial. Trois méthodes d’analyse de sensibilité sont utilisées : Coefficients de régression standard, coefficients de régression partielle par le rang et les indices de Sobol. L’analyse des résultats montre que les 3 techniques mènent à des conclusions similaires. Le rang en ce qui a trait à l’importance des variables est semblable pour chacune des techniques et pour chacune des fonctions évaluées. Les principales interactions entre variables de conception ont été identifiées avec les indices de Sobol de second ordre. Cette première analyse permet d’éliminer certaines variables qui ont peu d’impact sur les critères de performances. De plus, un cadre de conception s’apparentant à une approche de conception traditionnelle a été adopté dans lequel des variables de conception sont définies de façon séquentielle. Une seconde analyse de sensibilité a été appliquée à chacune des phases du processus, en faisant l’hypothèse que les variables définies dans une phase antérieure ont une valeur fixe, soit celle du bâtiment réel. L’analyse des résultats démontre que les méthodes de conception séquentielles tendent à réduire la possibilité d’obtenir des solutions à faible consommation énergétique. Dans un deuxième temps, le problème d’optimisation suivant est formulé : la minimisation simultanée des émissions de gaz à effet de serre résultantes de la consommation énergétique d’un bâtiment résidentiel et de celles résultantes des matériaux de construction. Ce problème implique des variables se situant à différents niveaux hiérarchiques, dont certaines peuvent devenir obsolètes selon la valeur prise par une autre variable. Un algorithme considérant cette particularité est développé et comparé à l’algorithme NSGA-II. Des indicateurs de performances (e.g. convergence et diversité) montrent que les deux algorithmes parviennent à résoudre ce problème. L’analyse du front de Pareto confirme, dans le cas présent, que l’algorithme NSGA-II est finalement plus performant dans l’identification de solutions optimales. L’ensemble des solutions optimales obtenues se définit par des bâtiments utilisant une enveloppe en bois. De plus, le système de chauffage sélectionné pour chacune des solutions repose soit sur l’utilisation d’une pompe à chaleur, soit sur l’utilisation de radiateurs électriques. Finalement, l’étude de cas du bâtiment résidentiel est reprise afin d’évaluer la performance de deux modes de conception : processus de conception séquentiel et processus de conception intégré. Avec l’approche intégrée, 39 variables de conception reliées à l’architecture du bâtiment ainsi qu’aux systèmes CVAC-R sont optimisées simultanément. Dans l’approche séquentielle, les variables architecturales sont d’abord optimisées. Plusieurs solutions optimales sont alors sélectionnées pour la deuxième phase d’optimisation qui se focalisera sur des paramètres relatifs aux systèmes de chauffage. La minimisation de l’empreinte environnementale, du cout sur le cycle de vie et la maximisation du confort thermique sont optimisés simultanément par l’algorithme NSGA-II. Avec seulement 100 heures de temps de calcul, l’approche holistique a mis en lumière 59% des solutions optimales alors qu’il a fallu 765 heures pour trouver 41% des solutions optimales avec l’approche séquentielle. La comparaison démontre les effets négatifs et irréversibles qu’il y a dans la prise de décision dès les phases préliminaires de conception. La méthodologie proposée dans ces travaux de thèse permet donc d’augmenter l’efficacité à trouver des solutions optimales.

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Dissertations / Theses on the topic 'Constructions à ossature de bois'

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