Etude du comportement du CLT courbe dans les structures arquées

À l'université de Bath (Royaume-Uni), Shane Hossell, étudiant en doctorat, a présenté un prototype de voûte de plancher en bois lamellé-croisé (CLT) à l'échelle un quart. Ses recherches portent sur le potentiel des voûtes en CLT pour la création de systèmes de plancher à faible émission de carbone.

Un principe centenaire

Shane Hossell est un ingénieur structurel soucieux du détail, titulaire d'un master en ingénierie des ponts structurels obtenu avec mention à l'université de Pretoria. Il a acquis de l'expérience dans la conception de structures en béton armé, en acier de construction et en béton précontraint sous des charges statiques et dynamiques. Ces dernières années, Shane a été responsable de la conception de structures pour des projets commerciaux, civils et industriels en Afrique, en Australie, en Nouvelle-Zélande et aux Fidji. En tant qu'étudiant en doctorat, il a récemment proposé un projet de recherche au Structures Lab de l'université de Bath qui vise à appliquer le principe séculaire d'un toit voûté et de structures arquées (pensez aux églises et aux cathédrales) avec du bois lamellé-croisé, mieux connu sous le nom de CLT ou cross-laminated timber (bois lamellé-croisé). Une arche réalise une portée libre entre deux supports avec relativement peu de matériau.

Shane Hossell aan de slag in het Structures Lab van de Universiteit van Bath

Différents types de logiciels

L'objectif de son programme expérimental est de calculer la forme, la convexité et l'épaisseur optimales à l'aide de différents types de logiciels de conception. Le "modèle d'optimisation" a été développé en Python et combine la puissance de la modélisation paramétrique de Grasshopper avec les capacités d'analyse structurelle de PyAnsys. L'étape suivante consiste à ajouter des nervures et un matériau de remplissage granulaire pour créer une surface de marche plane, suivie d'une série de tests de vibration et de résistance. De cette manière, le chercheur vise à démontrer que la théorie de sa thèse fonctionne également dans la pratique.

Un ajustement précis

M. Hossell voulant tout faire lui-même, il a d'abord suivi un cours accéléré de menuiserie. En effet, le processus combinait des techniques traditionnelles d'ébénisterie et de menuiserie avec des méthodes innovantes pour façonner les panneaux incurvés et assurer une ligne de colle uniforme et constante entre les lamelles. La conception et la fabrication ont nécessité un contrôle minutieux de l'humidité et des contraintes internes au cours du processus de formage afin de contrôler le rebond et d'éviter le gauchissement, et de garantir un ajustement précis le long des joints diagonaux où les quatre panneaux se rejoignent.

Les résultats des tests initiaux sont maintenant affinés et optimisés pour voir comment les panneaux CLT courbés se comportent dans les structures voûtées.

Images © Shane Hossell