L’Empa secoue les immeubles en bois pour en tester la résistance

Le Laboratoire fédéral de recherche sur les matériaux relance les actions de la construction d’immeubles de grande hauteur en bois. Un nouvel oscillateur hydraulique permet de tester la rigidité d’une structure porteuse et sa résistance aux séismes et aux tempêtes. Les résultats sont probants.

Crédit image: Empa

Le « shaker » de l’Empa reproduit les mouvements horizontaux qui peuvent affecter une structure porteuse en cas de secousse sismique ou de vents violents.

La construction en hauteur et en bois pose de nombreux défis aux ingénieurs, et la résistance aux séismes et aux vents violents est particulièrement scrutée. Le Laboratoire fédéral de recherche sur les matériaux (Empa) va donc organiser lors de ses portes ouvertes le 14 septembre une démonstration sur une structure porteuse, en employant un « shaker » destiné à en tester la solidité. Le modèle construit pour l’occasion aura pour but de montrer comment le poids et la rigidité se répartissent en cas de secousse sismique ou de cyclone.

Simplifier les techniques
Le bois séduit. Non seulement parce qu’il est un matériau écologique, mais aussi par son esthétisme, rappelle l’Empa. La Suisse l’utilise de plus en plus pour la construction de bâtiments. Y compris ceux de plus de 20 étages et d’une hauteur allant jusqu’à 75 m, comme en Suisse alémanique. La majorité touche cependant des immeubles de 4 à 5 niveaux à l’ossature bois. Les chercheurs de l’Empa proposent d’améliorer les performances statiques tout en simplifiant les techniques de construction.

Economiser les matériaux
Construire pour prévenir des tremblements de terre donne lieu à plusieurs méthodes. Les ingénieurs peuvent soit prévoir des murs supplémentaires soit augmenter leur résistance en utilisant des éléments plus épais, des matériaux plus résistants ou davantage de moyens d’assemblage. Avec comme corollaire plus de matériel et de charge de travail, sans compter des coûts plus élevés.

Combler le manque de données
L’Empa est d’avis que le renforcement de la structure porteuse n’est pas la meilleure solution. Il est même préférable qu’elle ne soit pas trop rigide pour absorber les secousses sismiques ou les rafales de vent. Les chercheurs ont donc mis au point un oscillateur hydraulique baptisé « shaker ». Celui-ci pallie le manque de données sur la rigidité des éléments de murs entiers ou s’étendant sur plusieurs étages.

Mouvements horizontaux
Le « shaker » a été déjà utilisé sur le toit d’un immeuble en bois en construction à Oberglatt (ZH). Son vérin lui a permis de mettre en mouvement une masse d’une tonne pour faire vibrer toute la construction à l’horizontale. Soit une situation similaire à celle vécue lors de petits tremblements de terre ou de vents tempétueux. Pendant le test, des accéléromètres mesuraient les mouvements horizontaux sur trois étages et fournissaient des données précieuses sur la rigidité de la structure porteuse. Dans une première phase, seuls les murs porteurs faisaient office de raidisseurs. Ensuite, l’expérience a été répétée avec les parements. Enfin, les tests ont touché l’ensemble du bâtiment, fenêtres comprises. Avec un constat : la structure porteuse s’est révélée beaucoup rigide que les normes et modèles utilisés ne le laissaient prévoir.

Compétitivité augmentée
L’Empa est donc convaincue que son nouvel outil de mesure peut accroître la compétitivité du bois dans la construction de plusieurs étages. Les chercheurs invitent donc les planificateurs et les architectes à prendre en compte leurs résultats. Outre les tests, les simulations informatiques y contribuent.