Bois lamellé-agrafé : détermination d’une formule du Kser appliquée aux connecteurs métalliques

(fre) Est-il possible de fabriquer facilement des éléments en bois de forte section ? Les réponses à cette question renvoient, de manière générale, au bois lamellé-collé dont les conditions de fabrication n’ont rien d’aisé. Ce travail tente de répondre à cette question d’une autre manière en considérant un organe d’assemblage mécanique utilisé depuis plus d’un demi-siècle. Celui-ci n’est autre que la plaque métallique emboutie qui pourrait, à la manière de la colle présente dans le bois lamellé-collé, tenir assemblées plusieurs lames de bois superposées. Bien qu’abondamment utilisés, ces assemblages par connecteurs métalliques sont pourtant encore complexes à caractériser, en particulier leur rigidité. Représentée par un module de glissement Kser, aucun moyen ne permet de la calculer analytiquement comme c’est le cas pour les autres types d’assemblages. Une étude théorique sera menée de manière à bien cerner les tenants et aboutissants du connecteur surfacique, avant de lancer une série de campagnes d’essais. Ces dernières viseront la détermination du lien entre le module de glissement Kser de l’assemblage et la densité des bois assemblés. Pour terminer, une dernière étude expérimentale sera réalisée sur les poutres assemblées grâce aux connecteurs métalliques, poutres en bois lamellé-agrafé. Une analyse, basée sur l’intégralité des acquis théoriques mis en lumière dans ce travail en découlera. Citons notamment les modèles numériques construits pour l’étude de ces poutres, comme la méthode Gamma, décrite dans l’annexe B de l’Eurocode 5. Mais également un modèle numérique réalisé à l’aide du logiciel SCIA, ou encore, le programme dédié aux calculs de portiques de toit, créé par le leader mondial de la plaque métallique emboutie. Une première étude sur le sujet ayant déjà été réalisée par Corto Lahaye en 2020, le présent travail permet de donner une bonne partie de la relation liant le module de glissement à la densité du bois. Il reste, cependant encore, des paramètres identifiés, mais non étudiés, qui ont une influence sur la rigidité de ces assemblages. Ceux-ci concernent principalement la géométrie du connecteur lui-même et pourraient faire l’objet d’une série d’études supplémentaires. Concernant l’étude du bois lamellé-agrafé, la solution proposée dans ce mémoire donne de meilleurs résultats que la solution précédente. Les déformations sont de l’ordre de deux fois celles qui seraient obtenues avec une poutre homologue en bois lamellé-collé. Cela n’est pas encore convainquant mais d’autres idées sont proposées.

(eng) Is it possible to manufacture large cross-section timber elements easily ? The answers to this question generally refer to glued laminated timber, whose manufacturing conditions are not so easy. This document attempts to answer this question in another way by considering a mechanical assembly element used for more than half a century. This is none other than the punched metal plate that could, like the glue present in glued laminated timber, hold together several superimposed wood strips. Although they are widely used, these metal fasteners are still complex to characterise, particularly their rigidity. Represented by a slip modulus Kser, there is no way of calculating it analytically as is the case for other types of connections. A theoretical study will be carried out in order to understand the ins and outs of the surface factener before launching a series of test campaigns. The latter will aim to determine the link between the slip modulus Kser of the connection and the density of the connected wood. Finally, a last experimental study will be carried out on beams assembled with metal facterners, laminated wood beams. An analysis will follow based on all the theoretical knowledge brought to light in this work. In particular, the numerical models constructed for the study of these beams such as the Gamma method, described in appendix B of the Eurocode 5. But also a numerical model made with the software SCIA or the programme dedicated to roof portal calculations, created by the world leader in punched metal plates. A first study on the subject having already been carried out by Corto Lahaye in 2020, this second work made it possible to give a good part of the relationship linking the slip modulus to the density of the wood. However, there are still parameters identified, but not studied, that have an influence on the stiffness of these connections. These mainly concern the geometry of the fastener itself and could be the subject of a series of further studies. In the study of laminated timber, the solution proposed in this thesis gave better results than the previous solution. The deformations are in the order of twice those that would be obtained with a glulam counterpart beam. This is not yet convincing but other ideas are proposed.