Des chercheurs bernois évaluent la résistance sismique des bâtiments en bois
En matière de sécurité sismique, il existe encore des lacunes dans les connaissances sur la construction en bois. C'est pourquoi les chercheurs de la Haute école d’architecture bernoise (BFH) étudient depuis longtemps les propriétés dynamiques des constructions en bois lamellé-croisé. Ils viennent d’effectuer des essais sismiques sur un bâtiment test à Vauffelin, dans le Jura bernois.
Crédit image: Haute école spécialisée bernoise BFH
Les essais font osciller ce bâtiment de quatre étages en lamellé-croisé à Vauffelin, au nord de Bienne.
La construction en bois est en plein essor, de plus en plus de bâtiments sont réalisés à l'aide de ce matériau. Mais dans le domaine de la sécurité parasismique, il existe encore des lacunes dans les connaissances de la construction en bois, indique la Haute école d’architecture bernoise (BFH) dans un communiqué. L'une des principales raisons en est la période d'oscillation fondamentale, l'un des paramètres les plus importants en ingénierie sismique, qui est difficile à estimer pour les constructions en bois.
Selon la BFH, les méthodes de mesure existantes fournissent en outre des résultats qui sont souvent très éloignés les uns des autres. C'est pourquoi les chercheurs de l'Institut pour la construction en bois, les structures porteuses et l'architecture (IHTA) étudient depuis longtemps les propriétés dynamiques des constructions de lamellé-croisé. Pour ce faire, l'équipe a effectué une série de tests sur un bâtiment en bois de quatre étages, construit spécialement à cet effet. Grâce aux résultats de ces essais, les ingénieurs pourraient déterminer de manière plus fiable les propriétés dynamiques des bâtiments en bois, et notamment la période de vibration fondamentale, explique Martin Geiser, chef de projet.
Tests sismiques
sur du lamellé-croisé
Après avoir déjà examiné les murs en bois lamellé-croisé sur le banc d'essai en
laboratoire, les chercheurs ont ensuite construit par étapes le bâtiment test
de 4x5 m de plan sur un terrain d'essai à Vauffelin (BE). Les chercheurs y ont
mesuré, à l'aide de capteurs d'accélération, les vibrations naturelles du
bâtiment, provoquées par exemple par le vent, après chaque nouvel étage ajouté.
Dans le cadre d'essais d'oscillation, des forces plus importantes agissant horizontalement sur le bâtiment test ont également été simulées. Pour ce faire, la construction en bois est déviée horizontalement et relâchée à l'aide d'un câble d'acier fixé à l'étage supérieur. Les chercheurs ont fait s'effondrer le bâtiment et ont ainsi pu vérifier si le point de rupture prévu pouvait développer sa ductilité.
Comparaison entre ossature en bois et en blocs
Ces derniers essais sont les troisièmes du genre: en 2019 déjà, des scientifiques
de l'IHTA ont testé à Chamoson (VS) les propriétés dynamiques d'un bâtiment en
bois,. Puis, deux ans plus tard, des études ont été menées sur des constructions
en bois massif valaisannes. «Comme prévu, la période d'oscillation de base des
bâtiments en bois lamellé-croisé est plus courte que celle des bâtiments à
ossature en bois ou en blocs», explique Martin Geiser. Cela s'explique par le
fait que les murs de contreventement en bois lamellé-croisé sont nettement plus
rigides.
Selon la BFH, cela signifie que les murs en lamellé-croisé peuvent être utilisés de manière idéale pour le renforcement des bâtiments et, d'autre part, qu'il peut être intéressant de réduire les forces sismiques élevées grâce à un comportement ductile de la structure porteuse.
Les connaissances acquises doivent maintenant permettre de mener une campagne de mesures sur des bâtiments existants, afin d'étudier l'influence des éléments de construction secondaires tels que les fenêtres ou les portes. En effet, selon la BFH, leur influence n'a pas encore été couverte par les projets menés jusqu'à ce jour. Le projet de recherche a été soutenu par l'Office fédéral de l'environnement, l'Association Jurassienne des Menuisiers, Charpentiers et Ébénistes AJMCE et d'autres partenaires.
