Contribution à l’adaptation de l’Eurocode 5 aux essences tropicales dans leur environnement

par Nicaise Manfoumbi Boussougou

Thèse de doctorat en Génie Civil

Sous la direction de Frédéric Dubois.

Soutenue en 2012

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le présent mémoire apporte une contribution à l’application de l’Eurocode 5 dans le dimensionnement et la vérification des constructions bois en zone tropicale. Cette approche, première du genre, nécessite la compréhension du comportement mécanique des essences tropicales en environnement variable. Dans une première phase, une étude expérimentale de découplage des phénomènes différés des éléments fléchis, sous climat contrôlé et à l’échelle centimétrique, est présentée. Ce protocole expérimental, premier du genre, a permis non seulement de dissocier les effets de retrait-gonflement transversale des effets de fluage proprement-dit et des effets mécano-sorptifs, mais également de comprendre la nature des effets mesurés selon l’emplacement des capteurs. Les effets liés au retrait-gonflement longitudinale, non négligeable, selon les conditions aux appuis et la taille des échantillons, sont également perceptibles. En deuxième phase, des essais de flexion long-terme, à l’échelle structure, ont été menés, en ambiances tropicales, à Franceville au Gabon, sur deux essences tropicales : le Moabi et l’Ozigo. A l’image de l’Eurocode 5, trois types d’environnement ont été sélectionnés : une ambiance climatisée temporairement, une ambiance extérieure abritée et une ambiance extérieure non-abritées. Les résultats obtenus et en cours d’acquisition montrent que les bois tropicaux ont un comportement différé accentué par la forte variation d’humidité pour des variations de températures peu significatives. Pour comprendre l’influence de l’humidité sur ces essences, une campagne d’essais, pour la caractérisation des isothermes de sorption et cinétiques de diffusion, a été menée, dans une troisième phase. Les paramètres de diffusion longitudinale et transversale dans les deux essences ont été déterminés. En complément, des essais de fluage et relaxation, en flexion long-terme, sous ambiance contrôlée, à l’échelle matériau de ces essences, ont été également conduits, dans une dernière phase. Cette étude, menée en basse et haute humidité, montre que le fluage est plus accentué pour les poutres humides et que la recouvrance est plus importante lorsque les poutres sont sèches. Une modélisation du fluagerecouvrance sous basse et haute humidité permet la détermination des paramètres viscoélastiques des poutres étudiées. Enfin, une étude comparative des coefficients de fluage, obtenus sur les essais en laboratoire et les essais en vrai grandeur, montre que les effets mécano-sorptifs sont prépondérants, en plus des effets du retrait-gonflement longitudinale empêchés non négligeables à l’échelle structure.

  • Titre traduit

    Contribution to the adaptation of Eurocode 5 to tropical hardwoods in their environment


  • Résumé

    The present report makes a contribution to adapt Eurocode 5 for timber constructions using tropical hardwoods in tropical climate. This approach requests to well know the mechanical behavior in variable environment. In a first time, an experimental study is presented for decoupling postponed phenomena from a longitudinal four-point creep bending, under controlled climate on small samples by measuring upper and lower deflections. The result of this original experimental protocol allows separating and illustrating different phenomena met on creep evolution of timber beams: swelling-shrinkage effects, hygro-lock effect, orthotropic mechanosorption and viscoelasticity. In second time, longitudinal four-point creep bending tests were realised, in the scale of structure, in tropical atmosphere to Franceville in Gabon, in two tropical hardwoods: Moabi and Ozigo. The experimental device was led on three sites corresponding to three different climatic environments according to specific service classes of Eurocode 5: an atmosphere temporarily air-conditioned, a sheltered outside atmosphere and an outside atmosphere non-sheltered. The obtained results show that tropical wood have a deferred behaviour stressed by the strong variation of humidity for little significant temperature variations. To define new classes of service appropriated for the tropical atmospheres, it is important to characterize the diffusion process. Following this objective, a complete experimental device was led, in the scale of material, in order to determinate the sorption isotherms and diffusion parameters needed to study the mechano-sorptive behavior in real condition. In a last time, others tests of creep and relaxation, in the scale of material, were realized under controlled atmosphere, in the same species. This study, led in low and high relative humidity, shows that the creep is more significant for the wet beams and the recovery is more important when beams are dry. A modeling of the creep-recovery under low and high relative humidity is proposed and allows the determination of the viscoelastic parameters of the studied beams. At the end, a comparative study of creep coefficients, obtained on the laboratory samples and the beams in real environment, shows that the mechanic-sorptive effects are dominating, with an importance of longitudinal swelling-shrinkage effects, not insignificant in the scale of structure.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 2 vol. (196 p. + annexes [82] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-196

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : SIGMA Clermont (Aubière, Puy-de-Dôme). Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 674.1 MAN
  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-MAN-2012
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.