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ANR JCJC CLIMBOIS
Impact des variations climatiques et mécaniques
sur la durabilité des constructions bois

Thématiques de recherche

Responsable : Rostand MOUTOU PITTI
Partenaires : N. ANGELLIER, M. DIAKHATE, E. BASTIDAS-ARTEAGA

Objectifs : développements analytiques en mécanique de la rupture sous environnements variables. Prise en compte du caractère viscoélastique du bois et modélisation. Essais expérimentaux visant à caractériser les paramètres de rupture sous ambiance variable. Essais de structure visant à caractériser la variabilité spatiale des caractéristiques mécaniques et les défauts du bois (nodosités). Le programme détaillé se décline en sous tâches suivantes :

T.1.1 Formalismes analytiques en mécanique de la rupture

A ce jour, les généralisations des intégrales invariantes au comportement viscoélastique orthotrope n’incorporent pas la variation des propriétés mécaniques des matériaux en fonction des différents chargements thermiques ou hydriques. Il est donc indispensable de réécrire les lois de conservation énergique (théorème de Noether) afin de prendre en compte cette dimension du problème. Il s’agira de faire travailler les champs mécaniques et les champs thermiques réels dans une cinématique virtuelle en introduisant une forme bilinéaire de l’énergie libre dans la définition de la conservation du Lagrangien. L’objectif visé est au final, de coupler les phénomènes mécanosorptifs, de transfert de masse et de chaleur avec les mécanismes de rupture dans les milieux dissipatifs. (Lire la suite)

T.1.2 Modélisation numérique de la rupture couplée à la viscoélasticité

La première étape de la partie numérique consiste à modéliser les intégrales invariantes grâce au code aux éléments finis CAST3M. Le comportement viscoélastique sera introduit grâce à la procédure viscoélastique incrémentale linéaire qui sera par la suite étendue au comportement non linéaire grâce aux solutions analytiques proposées. La seconde étape consiste à coupler les problèmes mécanosorptifs, les transferts de masse et de chaleur aux intégrales invariantes. La procédure de propagation de fissure sera complétée et les champs thermiques virtuels incorporés à la procédure des champs virtuels afin de prendre en compte la forme quadrilinéaire de l’énergie libre. L’avancée du front de fissure dans la zone d’élaboration sera pilotée par la longueur de la zone endommagée prenant en compte les chargements polymodaux. (Lire la suite)

T.1.3 Validation expérimentale

Découplage des modes et analyse d’images.
Les méthodes CND seront utilisées pour suivre l’évolution de la fissure tout au long du processus de propagation. Une possibilité d’obtenir directement les déplacements suivant le plan d’orientation de l’éprouvette sera d’incliner la camera par rapport au plan de la fissure et au taux de mixité souhaité. Des informations plus globales pourront être obtenues par analyse d’image et non de cibles avec outils de détection de frontière sur base probabiliste développés au GeM (visiodefect). Une première campagne expérimentale sera destinée à des propagations élastiques instantanées afin de vérifier les plages de stabilité de la fissure. Le taux de restitution d’énergie expérimental pourra être évalué par la méthode de la complaisance en exploitant conjointement les courbes force - déplacement et force - longueur de fissure. (Lire la suite)

T.1.4 Essais de structure bois avec défauts

Nous proposons d’effectuer des essais de fluage en flexion 4 points sur des éléments de structure pré fissurés sur deux essences du Massif Central (Douglas et sapin blanc).
Il s’agira dans un premier temps de mener des essais à l’échelle laboratoire en chambre climatique (température constante de 25°C, cycles contrôlés de HR de 40 à 90%) sur des échantillons sans défaut (d’environ 60cm de portée et 40*20mm de section, contrainte du temps de stabilisation hydrique tout en conservant une alternance de plusieurs cernes de croissance sur la largeur et la hauteur). Une pré entaille sera introduite dans le coin de la réservation des appuis de la poutre. (Lire la suite)

Structuration du projet

Titre

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