BBMoptiFEM - Connexion des planchers en bois-béton mixte encore plus compétitifs

Ce projet d’innovation, à forte orientation pratique, porte sur l’optimisation d’une connexion de type entaille pour des poutres en bois-béton mixtes (BBM – bois-béton mixte) par une approche intégrée combinant la modélisation numérique non-linéaire et des essais expérimentaux en grandeur nature. Réalisée en collaboration étroite avec un partenaire industriel local, l’étude a comme but principal de réduire le temps de production et d’exécution, tout en diminuant les émissions de carbone incorporé, sans compromettre les performances structurelles de l’assemblage en termes de rigidité, de résistance et de ductilité.

Une étude paramétrique a été menée à l’aide de la méthode des éléments finis non-linéaires, calibrée sur la base de résultats d’essais antérieurs. Cette modélisation a permis d’évaluer l’influence de plusieurs paramètres géométriques et mécaniques sur le comportement structurel de l’assemblage. Sur la base des résultats obtenus, deux séries d’essai en cisaillement (« push-out ») ont été conçues et réalisées, chacune comportant trois spécimens, avec et sans renforcement par vis, en particulier. Ces essais ont fourni des données cruciales pour raffiner le modèle numérique et pour finaliser la conception de la connexion.

Par la suite, une poutre BBM de 8.4 m de portée a été fabriqué et testé en grandeur nature, afin de valider la configuration optimisée de la connexion entaillée. En parallèle, des méthodes analytiques ont été développés pour le dimensionnement aux états limites de service et ultime. Celles-ci s’appuient sur la méthode « Gamma » selon l’Eurocode 5, bien établie dans la pratique, tout en y apportant des améliorations permettant une meilleure prédiction de la rigidité et de la capacité porteuse. Les résultats analytiques ont montré un bon accord avec les observations expérimentales, confirmant ainsi la pertinence des approches proposées.

Ce projet illustre l’efficacité d’une démarche combinée numérique-expérimentale pour l’optimisation structurelle et l’innovation dans le secteur de la construction. Les résultats obtenus sont également transférables à des applications en construction neuve ou en réhabilitation, notamment dans les systèmes mixtes visant une réduction de l’impact environnemental.

Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

• HE-Arc Ingénierie ;
• Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
•  Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
• HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
• Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
• CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.