Méthodologie d'analyse mécanique des structures bois du patrimoine : application à la réhabilitation d'un beffroi

Mechanical analysis methodology of heritage timber structures : application to a bell tower renovation

• Auteur / Autrice : Nicolas André
• Direction : Pierre Morlier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Sciences du bois
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle non destructif

Plan d'expérience

Patrimoine culturel -- Conservation et restauration

Modèles mathématiques

Constructions à ossature de bois

Résumé

Ce travail s'est inscrit dans le cadre d'un projet national ayant pour thème "Estimation non destructive, stratégie d'analyse mécanique des structures bois anciennes". Le souci de conservation du Patrimoine, très présent en Europe, justifie pleinement ce projet. Actuellement, seuls le bon sens de l'expert et l'inspection visuelle (emploi d'outils rudimentaires) sont employés pour le diagnostic d'une structure bois du Patrimoine. Cependant, la connaissance empirique de l'expert est de plus en plus souvent remise en cause par le souci de sécurité du maître d'ouvrage. Pour une intervention, le seul recours est la vérification du dimensionnement de l'ouvrage par des règles de vérification des structures bois modernes, règles dont le modèle mécanique ne prend pas en compte les spécificités des structures bois du Patrimoine. Ainsi, une structure peut être renforcée ou remplacée parce qu'elle ne satisfait pas aux normes actuelles. Dans ce travail, nous avons montré l'importance que revêt la construction d'un modèle mécanique précis et propre à chaque structure bois du Patrimoine nécessitant un diagnostic. Pour ce faire, nous avons développé une méthodologie d'analyse mécanique basée sur : ? la modélisation de la structure par les éléments finis, ? la détermination des paramètres ou éléments critiques du modèle par les plans d'expériences, ? l'identification de ces paramètres in situ par des essais d'END :- directs,- optimisés par les algorithmes génétiques. Nous avons validé cette méthodologie par la remise en service du beffroi d'une église.

Preservation of the cultural heritage is an important issue in European countries. Actually, only visual inspection (use of basic tools) and common sense of the surveyor are used to diagnose an old timber structure. In this work, we emphasized the construction of a sharp and fitted mechanical model for each old timber structure diagnosed. Thus, we developed a mechanical analysis methodology based on: ? finite element modelling of the structure, ? determination of the model's influential parameters by design of experiment,? in situ identification of these parameters by NDE tests: - direct,- optimized by the genetics algorithms. We validated this methodology by renovating a wooden bell-tower