Campagne d’essais en vue du renforcement de poutres BLC – R3S® & GC2D


La société R3S® a mené une campagne d’essais en mai 2017 afin de caractériser la résistance mécanique des assemblages collés et vissés en vue du renforcement de poutres en bois lamellé-collé. Sur plusieurs jours, l’entreprise a été accompagnée par le laboratoire GC2D, Génie Civil Diagnositc et Durabilité, laboratoire rattaché à l’Université de Limoges.

Sur la base de poutres en bois lamellé-collé d’une portée de 6 mètres, plusieurs solutions, renforcées par complément d’inertie, ont ainsi été testées en flexion 4 points sur le bâti polyvalent du laboratoire, Figure 1.

Figure 1 : Rupture en flexion d’une poutre renforcée par collage

Les gains de rigidité et de résistance ont été étudiés ainsi que le comportement de l’interface. Ainsi, différentes méthodes d’analyse ont été utilisées comme la corrélation d’images numériques, le suivi de marqueurs complétant des analyses plus classiques employant des jauges de déformations.

Pour chaque configuration, l’analyse par suivi de marqueurs a permis de déterminer la déformée de chaque poutre permettant d’en déduire, d’une part, la flèche maximale et de déterminer, d’autre part, la force limite à l’état limite de service. Le module d’élasticité de flexion de chaque poutre testée a également été déterminé expérimentalement afin de le comparer au module caractéristique moyen spécifié par l’Eurocode 5.

La corrélation d’images numériques permet d’étudier plus spécifiquement le comportement de l’interface pour chaque type d’assemblage : interface bois/bois pour l’assemblage mécanique par vissage, et interface bois/résine/bois pour l’assemblage par collage à la résine époxy ; la question principale concernant la continuité des déformations au droit de l’interface. En complément, le profil de contrainte a pu être étudié via des jauges de déformation déployées à mi- travée en accord avec le principe de Saint-Venant

L’analyse de ces différents critères, faite conjointement avec l’équipe du GC2D, met en évidence les avantages apportés par le renforcement par collage. Les contraintes dans la section globale, et de ce fait les déformations, sont alors linéaires et quasi-continues avec très peu de décrochement à l’interface comme ce qu’on peut rencontrer dans une pièce de bois monolithique, Figure 2.

Figure 2 : Profil des contraintes à mi-travée sous QELU d’une poutre renforcée par collage et par vissage

L’interface de collage est quasi parfaite, à l’inverse de l’interface par vissage qui présente des sauts de déplacements au voisinage de l’interface comme suggéré par l’analyse par corrélation d’images numériques, Figure 3. De plus, la force à rupture de la solution collée excède de 50 % la force à la rupture de la solution vissée. Enfin, Le module d’élasticité des poutres renforcées par collage est très proche du module caractéristique moyen de poutres monolithique.

Figure 3 : Modélisation des déplacements horizontaux en mm

Le renforcement par complément d’inertie avec assemblage collé présente donc de nombreux avantages mécaniques et reste un procédé très performant et intéressant tant pour du renforcement d’inertie dans le cas d’une requalification d’ouvrages que pour une réparation structurelle.

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