MÉTHODOLOGIE D'ÉVALUATION DE LA SANTÉ STRUCTURALE D'UNE STRUCTURE BOIS DU PATRIMOINE : ÉTUDE DE LA HALLE DE VILLERÉAL

par Komlan renaud Tevi

Projet de thèse en Mécanique

Sous la direction de Sidi Mohammed Elachachi et de Alain Cointe.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences Physiques et de l'Ingénieur , en partenariat avec I2M Institut de Mécanique et d'Ingénierie (laboratoire) et de GCE - Génie Civil et Environnemental (equipe de recherche) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    La norme «Guidelines for the on-site assessment of historic timber structures», qui reste encore à valider par les experts de la commission européenne présente une méthode générale de diagnostic de structures en bois du patrimoine. Ce projet fait suite à un travail réunissant plusieurs experts européens. Il prend pour origine la norme UNI 1119 et des travaux initiés lors du programme européen COST Wood Science for Conservation of Cultural Heritage (WoodCultHer). Après avoir défini son domaine d'application, la norme propose une méthode d'évaluation en deux temps : une «évaluation préliminaire » et une « évaluation détaillée ». Lors de l'évaluation préliminaire, sont estimées la tenue de la structure et la pertinence d'un diagnostic plus poussé. Une étude documentaire et une analyse historique, complétées par un examen visuel enrichi par des relevés de la structure, sont alors effectuées. Ce rapport préliminaire peut donner lieu à des travaux supplémentaires. L'étude détaillée n'est donc pas entreprise systématiquement. Dans le cas où l'on décide d'y avoir recours, d'autres mesures/observations sont préconisées : mesures d'hygrométrie, identification des bois, datation, évaluation des sections efficaces, des défauts. Ce travail doit notamment aboutir au classement mécanique des bois en leur attribuant une classe de résistance. La norme évoque des essais non destructifs sans beaucoup plus de précision. Un travail particulier sur les assemblages (observation, caractérisation mécanique) est demandé : outre leur accessibilité, cela implique de bien comprendre les efforts qui sont transmis par ces assemblages (traction, compression, cisaillement...). La norme n'explique pas comment il est possible de mesurer sur site les informations auxquelles elle fait référence. Le but de cette thèse est d'enrichir la méthode de diagnostic proposée par le projet de norme CEN/TC 346 d'une part par de nouvelles méthodes de diagnostic mettant également en jeu une sollicitation douce de la structure, et d'autre part, par une réflexion sur la fiabilité de la structure. La thèse s'appuiera sur l'expertise préexistante de l'I2M sur le diagnostic de structure en bois et la fiabilité. Il se divise en plusieurs items : 1. Etude historique de la structure, 2. Relevé 3D de la structure, 3. Instrumentation et CND, 4. Mode de sollicitation de la structure, 5. Modélisation, 6. Evaluation de la sécurité du bâtiment et fiabilité. Le projet propose de travailler sur ces différents items à partir d'un cas concret (la halle de Villeréal) et d'essais CND, en laboratoire et in situ. Le projet associe l'I2M, le GC2D, le LRMH et deux entreprises spécialisées dans le domaine du diagnostic. La bastide a été fondée par Alphonse de Poitiers en 1267. Quelques mots sur l'objet d'étude : La première halle a été construite vers 1305. La tradition locale raconte que les poteaux en chêne de la halle, en provenance de la forêt de Montlabour, ont été trempés dans le Dropt durant près de trente ans pour les rendre imputrescibles. Les analyses dendrochronologiques faites en 2002 ont montré que la halle a été reconstruite au début du XVIe siècle en réutilisant des matériaux provenant de la halle antérieure datant du XIVe siècle et du XVe siècle. La halle a été classée au titre des monuments historiques le 12 juillet 2002. La halle est un bâtiment carré de 30 m de côté avec un étage. La structure est portée par des poteaux disposés en plan suivant trois carrés concentriques contreventés.

  • Titre traduit

    STRUCTURAL HEALTH ASSESSMENT METHODOLOGY OF A WOODEN STRUCTURE OF THE HERITAGE : CASE STUDY OF THE VILLEREAL HALL


  • Résumé

    The 'Guidelines for the on-site assessment of historic timber structures' standard, which has yet to be validated by experts from the European Commission, presents a general method for diagnosing heritage wood structures. This project follows a work gathering several European experts. It originates from the UNI 1119 standard and work initiated in the European COST program Wood Science for Conservation of Cultural Heritage (WoodCultHer). After defining its scope, the standard proposes a two-step evaluation method: a 'preliminary assessment' and a 'detailed evaluation'. During the preliminary evaluation, the structure stability and the relevance of a further diagnosis are estimated. A documentary study and a historical analysis, supplemented by a visual examination enriched by measurements of the structure, are then carried out. This preliminary report may give rise to additional work. The detailed study is not used systematically but when it is decided, other observations are recommended: measurements of hygrometry, identification of the woods, aging, evaluation of the cross-sections, detection of defects. This work must result in the mechanical classification of wood by assigning a class of resistance. The standard evokes non-destructive testing without much more precision. A particular work on the assemblies (observation, mechanical characterization) is requested: besides their accessibility, it implies to understand the forces that are transmitted by these assemblies (traction, compression, shear ...). The standard does not explain how it is possible to measure on-site the information to which it refers. The aim of this thesis is to enrich the diagnostic method proposed by the draft standard CEN/TC 346 on the one hand by new diagnostic methods also involving a gentle solicitation of the structure, and on the other hand, by a reflection on the reliability of the structure. The thesis will build on I2M's pre-existing expertise in wood structure diagnostics and reliability. It is divided into several items: 1. Historical study of the structure, 2. 3D survey of the structure, 3. Instrumentation and NDT, 4. Mode of solicitation of the structure, 5. Modeling, 6. Assessment of building safety and reliability. The project proposes to work on these different items from a concrete case (the hall of Villeréal) and NDT tests, in laboratory and on-site. The project combines I2M, GC2D, LRMH and two companies specializing in the field of diagnostics. The bastide was founded by Alphonse de Poitiers in 1267. A few words about the object of study: The first hall was built around 1305. The local tradition tells that the oak poles of the hall, from the forest of Montlabour, were soaked in the Dropt for nearly thirty years to make them rot-proof. The dendrochronological analyzes carried out in 2002 showed that the hall was rebuilt at the beginning of the 16th century by reusing materials from the earlier hall dating from the 14th century and the 15th century. The hall was classified as a historical monument on July 12, 2002. The hall is a square building of 30 m side with a floor. The structure is supported by columns arranged in plan following three concentric squares braced.