Évaluation et optimisation du comportement en vibration des planchers CLT‐béton

par Minh van Thai

Projet de thèse en Mécanique

Sous la direction de Sidi Mohammed Elachachi, Sylvain Menard et de Philippe Galimard.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université du Québec à Chicoutimi , dans le cadre de École doctorale des sciences physiques et de lu2019ingénieur , en partenariat avec I2M Institut de Mécanique et d'Ingénierie (laboratoire) et de GCE - Génie Civil et Environnemental (equipe de recherche) depuis le 01-01-2018 .


  • Résumé

    Le CLT, porteur de solutions constructives nouvelles, reste cependant sujet à certains problèmes inhérents au bois dans la construction. Un des problèmes majeurs demeure le comportement vibro-acoustique dans le domaine des basses fréquences (depuis quelques Herz) alors que les solutions bois sont généralement plus performantes dans les moyennes et hautes fréquences. Le confort lié à la vibration est un objectif essentiel de la qualité d'un bâtiment, alors qu'il est toujours un frein au développement de la construction bois. Des solutions de référence existent mais bloquent l'innovation dans les phases de conception par manque d'outils. Si le développement d'outils généralistes ne constitue pas l'objectif de ce projet, les récentes investigations réalisées par FP Innovations sur les planchers en CLT permettent d'envisager un critère de performance de confort vibratoire. Une des solutions habituelles est l'adjonction d'une dalle béton au plancher bois. La dalle portée par le plancher bois conduit à des hauteurs statiques de plancher importantes, pertinentes dans un nombre limité de configurations. La connexion de la dalle béton à des poutres bois est utilisée depuis plus de 50 ans et fait l'objet de nombreux avis Avis ou Agréments Techniques. Cette solution technique, composite multicouches connectées de bois et de béton, quoique plus coûteuse qu'une dalle béton, fait l'objet actuellement de nombreuses publications de recherche (WCTE 2016 World Conference on Timber Engineering, Vienne). En effet, les bâtiments multi-étagés modernes requièrent des portées libres de plancher de plus de 8 mètres entre appuis du plancher et la connexion bois-béton pour les planchers fait apparaître de multiples qualités multiphysiques et environnementales qu'il convient de prospecter. L'objectif de cette thèse de doctorat est de développer un critère permettant d'évaluer et d'optimiser le comportement en vibration des planchers CLT-béton en tenant compte des connecteurs utilisés. On recherchera donc ce critère de dimensionnement issu d'une modélisation corrélée avec des essais expérimentaux. Ce critère viendra enrichir l'optimisation multi-objectif pour permettre d'améliorer les solutions proposées et offrir de nouvelles solutions aux concepteurs de ces systèmes structuraux, voire de proposer une technique nouvelle.

  • Titre traduit

    Evaluation and optimization of the vibration behavior of CLT-concrete floors


  • Résumé

    The CLT, a new constructive solution, remains however subject to certain problems inherent in timber construction. One of the major problems remains the vibro-acoustic behavior in the low frequency domain (a few Herz) whereas the timber solutions are generally more efficient in the medium and high frequencies. Vibration-related comfort is an essential objective of a building's quality. It's still a restraint of the development of timber construction. Reference solutions exist but block the innovation in design phases due to lack of tools. If the development of general tools is not the objective of this project, recent investigations by FPInnovations on CLT floors allow to consider a criterion of vibration comfort performance. One of the usual solutions is the addition of a concrete slab to the timber floor. The slab supported by the timber floor leads to high floor heights, relevant in a limited number of configurations. The connection of the concrete slab to timber beams has been used for more than 50 years and is the subject of numerous notices or technical approvals. This technical solution, a multilayered composite of timber and concrete, although more expensive than a concrete slab, is currently the subject of numerous research publications (WCTE 2016 World Conference on Timber Engineering, Vienna). Indeed, modern multi-storey buildings require floor-free spans of more than 8 meters between floor supports and the timber-concrete connection for the floors shows multiple qualities multiphysics and environmental that should be explored. The objective of this doctoral thesis is to develop a criterion to evaluate and optimize the vibration behavior of CLT-concrete floors considering the connectors used. We will therefore look for this dimensioning criterion resulting from a correlated modeling with experimental tests. This criterion will enrich the multi-objective optimization to improve the proposed solutions and offer new solutions to the designers of these structural systems, even to propose a new technique.