Sécurité sismique des Bâtiments en bois

Un projet de recherche de la Haute école spécialisée bernoise BFH vise à dissiper de sérieuses inconnues concernant les propriétés dynamiques des bâtiments à ossature bois. Avec le soutien de l’OFEV, la BFH a conçu ce bâtiment d’essai en bois. Cet ouvrage à ossature bois de quatre niveaux est exécuté par les entreprises du secteur bois partenaires du projet. Ce bâtiment d’essai sera soumis à différents tests permettant de déterminer ses propriétés dynamiques. Le but est d’apporter des éclaircissements essentiels en matière de sécurité sismique des ouvrages à ossature bois.

Fiche signalétique

Institut(s) Institut de la construction bois, des structures et de l’architecture
Unité(s) de recherche Génie parasismique
Durée (prévue) 01.01.2018 - 01.06.2020
Direction du projet Martin Geiser
Équipe du projet Urs Oberbach
Partenaire OFEV / BAFU

Architecture, bois et génie civil

Problématique

Les propriétés dynamiques, en particulier la période fondamentale T1 revêtent une importance primordiale en génie parasismique. Les forces sismiques dépendent du comportement dynamique de l’ouvrage. En fonction de la méthode de calcul appliquée, les résultats peuvent varier sensiblement. Pris entre les aspects sécuritaires et économiques, les ingénieurs se retrouvent dans une situation inconfortable.

Objectifs

Grâce aux différentes séries de tests dynamiques pratiqués sur le bâtiment d’essai, des indications claires seront fournies aux ingénieurs. Celles-ci porteront sur la façon de déterminer les propriétés dynamiques de façon réaliste et suffisamment justifiée par des essais. Déterminer les propriétés dynamiques de façon sûre représente un gain de fiabilité face à l’action sismique. Une optimisation de la structure en bois et donc de ses coûts est également attendue.

Méthodologie

Le noyau du projet porte sur la réalisation de ce bâtiment d’essai à ossature bois. Grandeur nature en termes de hauteur, de masse et de construction, ce bâtiment est uniquement réduit par rapport à sa surface en plan. La masse de tous les composants mis en oeuvre ont été préalablement mesurés. De plus, la densité et la rigidité des principales pièces de bois et des panneaux OSB ont été déterminées avant la taille du bois et l’assemblage des parois. Le bâtiment est érigé par étape, un étage après l’autre. A chaque étape, la rigidité statique du bâtiment est mesurée et deux types de tests dynamiques sont effectués. Le premier est une mesure dite « en bruit ambiant». Au moyen d’accéléromètres très sensibles, les vibrations induites naturellement, par exemple par le vent, sont enregistrées. Pour le second test, en oscillations libres (test par lâcher), des amplitudes bien plus importantes sont imposées à l’ouvrage. Ce test consiste à tirer latéralement sur le bâtiment au moyen d’un câble et de le relâcher subitement. Les oscillations du bâtiment sont alors mesurées au moyen d’accéléromètres. Après achèvement de tous les tests dynamiques, le mécanisme de rupture du bâtiment sera vérifié. Autrement dit, le bâtiment sera testé jusqu’à la ruine à l’aide d’un puissant treuil.