Corrélation entre perception au confort vibratoire et comportement dynamique de planchers bois : apport pour le dimensionnement

par Hengxi Liu

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Jean-François Jullien.

Soutenue en 2006

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Le plancher est un élément de structure très important du bâtiment car l’ensemble de ses fonctionnalités a une influence décisive sur la sécurité et la qualité de l’espace. La tendance architecturale actuelle favorise la construction de grands espaces modulables et évolutifs. L'utilisation de produits industriels dérivés du bois moins sujets à la variabilité de résistance mécanique et de teneur en eau initiale, permet de construire des planchers de grandes portées. Par contre, ces structures légères se trouvent confronter à une sensibilité aux vibrations. La plupart des vibrations générées à l'intérieur des bâtiments sont provoquées par des machines et/ou par les occupants (la marche, le saut, la danse, …). Ces vibrations sont une source de désagrément pour les occupants, affectent le fonctionnement de certains instruments voire provoquent des endommagements à la structure. Dans le cadre de cette étude, les vibrations des planchers sont examinées, sous les effets de l’impact du talon (test de qualification) et de la marche. Ces sollicitations sont retenues pour apporter la connaissance du comportement dynamique du plancher, pour positionner celui-ci vis-à-vis du niveau de confort, et des critères de dimensionnement. Ainsi, les questions suivantes sont étudiées : Quels sont les principaux paramètres structurels conceptuels et technologiques influençant le comportement dynamique du plancher ? Quels critères faut il choisir pour dimensionner la structure selon le niveau de confort envisagé ? Comment optimiser la conception des planchers en bois en intégrant les aspects liés au confort humain ? La sensation de confort est influencée non seulement par de nombreux paramètres objectifs (physiques) mais aussi par des paramètres subjectifs (psychologique). Une étude sur le confort vibratoire est conduite afin d’identifier les paramètres dominants du comportement dynamique du plancher corrélé avec des critères de confort. A ce jour, seul les essais expérimentaux réalisés à l’échelle de la structure constituent le moyen pour déterminer des données subjectives du confort. Pour ces cas étudiés, un lien est établi entre la perception au confort vibratoire et les caractéristiques spécifiques dynamiques du plancher. Pour viser l’extension aux multiples paramètres constructifs avec l’aide de l’expérimentation numérique en complément d’essais limités par « type de plancher », les analyses dynamiques sont obtenues au moyen de la simulation numérique. Ces modélisations numériques sont validées à partir de données expérimentales « mécanique » et « perception humaine du confort » de la littérature. In fine, les données structurelles à considérer dans les critères de dimensionnement sont affinées, en vue de l’établissement d’un guide de la conception et d’une aide au dimensionnement.


  • Résumé

    The current architectural tendency supports the construction of great flexible and evolutionary spaces. The use of industrial products derived from wood makes it possible to build floors of great ranges. On the other hand, these light structures are to confront with a sensitivity to the vibrations. Within the framework of this study, the vibrations of the floors are examined, under the effects of the impact of the heel and walk. These requests are retained to bring the knowledge of the dynamic behavior of the floor, to position this one with respect to the level of comfort, and the criteria of dimensioning. Thus, the following questions are studied: Which are the principal structural parameters influencing the dynamic behavior? Which criteria is necessary it to choose to dimension the structure according to the level of comfort considered? How to optimize the design of the floors out of wooden by integrating the aspects related to human comfort? To date, only the experimental tests carried out on the scale of the structure constitute the means to determine subjective data of comfort. For these studied cases, a bond is established between perception with vibratory comfort and the dynamic specific characteristics of the floor. To aim at the extension to the multiple constructive parameters with the assistance of the numerical experimentation in complement of tests limited by “type of floor”, the dynamic analyses are obtained by means of the digital simulation. In fine, the structural data to consider in the criteria of dimensioning are refined, for the establishment of a guide of the design and a help to dimensioning.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (112 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 108-112

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3157)
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