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Uwizeyimana, Placide. Suivi de la santé structurale des infrastructures en bois par intégration de capteurs

Uwizeyimana, Placide (2021). Suivi de la santé structurale des infrastructures en bois par intégration de capteurs.

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Résumé en francais

Depuis quelques années, une forte expansion des structures en bois est favorisée par l'utilisation des éléments en bois lamellé-collé (LC). Ces derniers sont mécaniquement prometteurs et offrent la possibilité de construire des ouvrages de longue portée et des structures architecturales plus complexes. Cependant, des problèmes de durabilité liés à des conditions climatiques d'humidité et de température variables limitent le développement de ces ouvrages. Pour promouvoir ce matériau renouvelable et écologique, il est primordial d'associer aux structures LC une démarche de maintenance et de surveillance afin de pouvoir intervenir au plus vite sur la structure dès que le risque de pathologie survient. Ce travail de recherche a donc consisté à mettre en place une démarche de suivi en continu de l'état de santé des structures en bois LC via l'intégration de capteurs entre les lamelles. Un cycle d'humidification/séchage (H/S) permettant une étude des propriétés de durabilité du matériau a été proposé et différents paramètres physico-mécaniques du bois LC ont été étudiés au cours du temps, notamment son humidité, ses variations dimensionnelles et ses propriétés de résistance en flexion. Dans cette étude, la méthode résistive basée sur l'utilisation de capteurs de type patchs a été utilisée pour le suivi de l'humidité. Les variations dimensionnelles de retrait/gonflement ont été mesurées via l'utilisation de jauges de déformations. Dans un premier temps, le système de mesure et d'enregistrement en continu a été développé en interne à l'IUT de Tarbes. Puis, des essais préliminaires ont été réalisés pour valider l'instrumentation du bois LC par des capteurs intégrés et pour établir un modèle d'estimation de l'humidité du bois tenant compte à la fois de la variation d'humidité relative et de la température. Enfin, des essais de durabilité accélérés ont été réalisés. Ces derniers ont consisté à exposer les éprouvettes à des cycles H/S afin de mettre en évidence l'impact des conditions climatiques variables, généralement rencontrées dans les ouvrages en bois, sur la tenue mécanique en flexion du bois LC. Les résultats montrent que le système de mesure développé permet de surveiller en temps réel et en continu l'humidité du bois LC, sa température, et ses déformations de retrait/gonflement. En outre, les cycles H/S entrainent une diminution de la résistance à la rupture en flexion du bois LC. Par ailleurs, aucune évolution significative n'a été constatée pour le module d'élasticité. A l'avenir, des essais de durabilité en conditions climatiques réelles devront être réalisés afin de valider la démarche scientifique et de proposer in fine des solutions de suivi et de maintenance associées au service des gestionnaires d'ouvrages en bois LC.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Eyma, Florent
Perrin, Marianne
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Institut Clément Ader (ICA-Tarbes)
Mots-clés libres :Bois lamellé-collé - Ouvrages en bois - Capteurs intégrés - Mesures résistives - Cycles d'humidification/séchage - Durabilité - Caractéristiques mécaniques
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :22 Apr 2021 16:01