Cet événement aura lieu le

mercredi 16:30 - 18:00, salle 302AB

Description

Le comportement sismique des bâtiments en bois est souvent un de leurs meilleurs attributs. Toutefois, en dépit de cet avantage inhérent, la conception sismique doit s’appuyer sur les données et les techniques les plus récentes sans quoi d’importants dommages structuraux pourraient survenir lors de puissants tremblements de terre.

Les pertes importantes subies lors de récents tremblements de terre de grande envergure ont fait balancer la philosophie de conception sismique vers les systèmes structuraux dits « résilients » ou « à faible dommage ». Ces systèmes innovants visent à réduire les dommages structuraux tout en offrant un niveau de sécurité identique, sinon plus élevé, aux occupants.

Cette session sera l’occasion de présenter les travaux réalisés, de partager les résultats et de faire fructifier les connaissances et les expériences récentes.

Modérateurs: Marjan Popovski (FPInnovations, Canada) & Thomas Catterou (FCBA, France)

Murs de contreventement berçants en bois lamellé-croisé avec fusibles remplaçables : validation par essai sur table de vibration en grandeur réelle

Conférencier: Hans-Erik Blomgren, Katerra, États-Unis

Grâce à une collaboration au projet de bâtiment de grande hauteur du NHERI, financé par la NSF (National Science Foundation) des États-Unis, une solution de rechange pour un système de mur de contreventement berçants sans précontrainte en bois lamellé-croisé avec fusibles remplaçables et a été élaborée par des ingénieurs de Katerra et mise à l’essai sur une table de vibration extérieure de l’Université de la Californie à San Diego. L’objectif de ce concept et des essais est de mettre à l’épreuve un nouveau système sismique latéral de haute performance, de modularisation et installation faciles et pouvant être réparé rapidement après un tremblement de terre majeur.

La présentation traitera des résultats de treize essais sur table de vibration menés sur le système proposé, notamment des diverses réparations effectuées après l’imposition de vibrations importantes. Les résultats ont montré que le système structural n’avait pas été endommagé par des mouvements de sol modérés et qu’il avait subi des dommages réparables aux lieux d’assemblage désignés lors de tremblements de terre de valeurs nominales et maximales. Dans l’ensemble, le système a pu limiter les déplacements résiduels à un niveau acceptable et fournir au bâtiment une forte résistance aux déplacements de charge.

Hauteur des structures en bois massif : jusqu’où peut-on aller? Perspective axée sur l’étude des vents

Conférencier: Girma Bitsuamlak, Université Western, Canada

Au cours des deux dernières décennies, les bâtiments en bois de grande hauteur en sont venus à être vus comme des solutions durables en matière de densification urbaine et d’étalement urbain. Des stratégies de conception récentes permettent l’utilisation du bois massif comme principal matériau pour la construction de bâtiments de grande hauteur. 

La façon dont une structure réagit au vent est tributaire de ses caractéristiques aérodynamiques (forme) et de ses propriétés dynamiques (poids, rigidité et dissipation d’énergie) ainsi que de la vitesse et de la direction du vent (microclimat). L’utilisation de panneaux en bois massif pour la construction des systèmes latéraux et verticaux des bâtiments en bois de grande hauteur permet d’obtenir des bâtiments légers et habituellement moins rigides que les bâtiments faits d’autres matériaux de construction classiques. L’exposition fréquente aux oscillations induites par le vent réduit le confort des occupants et peut causer des problèmes d’aptitude au service dus à la flexion. Pour cette raison, il est plus que temps de répondre à la question de la hauteur maximale pratique des bâtiments en bois de grande hauteur. 

Pour répondre à cette question de point de vue de l’étude des vents, l’Université Western Ontario, l’Université de la Colombie-Britannique et FPInnovations ont lancé un programme de recherche coordonné en janvier 2016. Ce programme de recherche a notamment étudié les caractéristiques aérodynamiques et aéroélastiques de onze modèles de bâtiments en bois de grande hauteur sous forme d’études de cas. L’exposé présente un résumé des principales constatations du programme de recherche. Les études de cas permettent d’affirmer que les bâtiments en bois d’une hauteur supérieure à 90 mètres ont besoin de mesures de dissipation d’énergie (contreventement) supplémentaires, qui peuvent être obtenues à l’aide de diverses méthodes d’hybridation, pour répondre aux critères d’aptitude au service du Code national du bâtiment – Canada 2015.

Seismic experiments on reduced scale models based on similitude theory

Conférencier: Thomas Catterou, FCBA, France

Les essais mécaniques sur les bâtiments de grande hauteur posent de nombreux problèmes de faisabilité. Des maquettes à échelle réduite sont souvent nécessaires pour réaliser des essais statiques ou sismiques. Pour concevoir ces maquettes, il faut définir une loi de similitude liant les paramètres de la maquette à celle du prototype à échelle réelle. Le choix de la loi adéquate est guidé par les contraintes matérielles et les nécessités liées à la représentativité. L’élaboration de cette loi est d’autant plus complexe que le bois et les assemblages ont des comportements hétérogènes et non linéaires. Leur réaction variera donc selon les échelles.

L’Institut technologique FCBA a réalisé des essais sismiques sur une maquette réduite de la tour Silva en 2017. Les résultats et conclusions de ces essais seront présentés. La seconde partie de l’exposé portera sur les travaux en cours sur la création d’une loi de similitude plus précise et particulière aux constructions en bois et à l’évaluation des incertitudes inhérentes aux essais.

Conférencier(s)

  • Marjan Popovski.

    FPInnovations

    Marjan Popovski est scientifique principal au sein du groupe des systèmes de construction de FPInnovations. Il est aussi professeur associé au département de science du bois de l’Université de la Colombie-Britannique ainsi qu’au centre de conception intégrée de structures en bois de l’Université de Northern British Columbia. Il compte 30 ans d’expérience technique et de recherche en matière de résistance sismique des bâtiments et il est l’un des chercheurs les plus reconnus dans le domaine de la résistance sismique des structures en bois. Il est auteur et coauteur de plus de 180 publications scientifiques et techniques, dont des chapitres de manuels de cours, le Guide technique pour la conception de bâtiment en bois de grande hauteur au Canada, des manuels canadiens et américains sur la construction en CLT ainsi que le Canadian Technical Guide for Mid-rise Wood Frame Construction. M. Popovski fait partie de l’équipe technique chargée d’élaborer les coefficients de sécurité pour la conception parasismique de bâtiments de type plateforme en CLT au Canada et aux États-Unis. Il est membre du comité technique de la norme canadienne CSA O86 – Règles de calcul des charpentes en bois et de divers sous-comités et groupes de travail canadiens, américains et de l’ISO. Il a aussi été membre du Comité permanent du calcul parasismique du Code national du bâtiment du Canada, de 2009 à 2014.

  • Hans-Erik Blomgren.

    Katerra

    Chez Katerra, Hans-Erik Blomgren est directeur des structures en bois massif et du développement de produits pour les marchés commerciaux. Cela comprend l’exécution, dans les locaux de l’Université d’État de Washington (États-Unis), des essais d’homologation des produits en bois lamellé-croisé de l’entreprise, qui seront fabriqués dans une nouvelle usine située à Spokane, dans l’État de Washington, dès 2019. Il a piloté les efforts de Katerra visant à faire homologuer des panneaux en bois lamellé-croisé pour une utilisation conforme au code en matière de résistance au feu, de structure et d’exigences acoustiques. Ces efforts portent notamment sur la conception et la mise à l’essai d’éléments de plancher en bois lamellé-croisé du point de vue du rendement acoustique et en présence de vibrations de même que sur l’élaboration d’un nouveau système de mur de contreventement parasismique en bois lamellé-croisé qui, en juillet 2017, a fait l’objet d’une validation sur la plus grande plateforme vibrante extérieure du monde à l’Université de la Californie à San Diego.

  • Girma Bitsuamlak.

    Western University

    Girma Bitsuamlak est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en étude des vents à l’Université Western (UW), située à London, en Ontario. Il est directeur de la recherche du Laboratoire d’études en soufflerie à couche limite et de l’Institut de recherche WindEEE et responsable du centre de traitement de données de SHARCNET de l’UW. Son équipe travaille activement à la modélisation des effets des microclimats pour améliorer la performance des bâtiments et des villes durables en présence de vents extrêmes (p. ex., sécurité en cas d’ouragan ou de tornade). Il utilise la dynamique des fluides numérique et des expériences physiques pour créer des méthodes de conception de bâtiments optimales en matière de charges dues aux vents. M. Bitsuamlak a effectué l’analyse aéroélastique de bâtiments de très grande hauteur comme la tour de la liberté de New York et la tour Burj Khalifa de Dubaï. Ses recherches actuelles portent sur l’établissement de paramètres de conception de bâtiments de grande hauteur en bois massif hautement performants du point de vue du vent. Il est fellow de la Société canadienne de génie civil (SCGC) et membre du groupe d’experts en génie éolien du Conseil sur les grands immeubles et l’habitat urbain (CTBUH).

  • Thomas Catterou.

    FCBA, France

    Thomas Catterou a étudié à l’École normale supérieure de Cachan et est titulaire d’un master de recherche en dynamique des structures obtenu en 2015 à Centrale Paris. Son doctorat, obtenu en 2018 au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), portait sur la modélisation numérique non linéaire d’éléments de cœur de réacteur soumis à des charges dynamiques durant des séismes et le transport de matériel.

    M. Catterou a fait son entrée à l’Institut technologique FCBA en janvier 2019 en tant qu’ingénieur de recherche. Il travaille actuellement sur les problématiques de confort des usagers dues aux vibrations de planchers, sur l’élaboration de lois de similitude pour la construction en bois et sur des essais sismiques.