Utilisation d'indicateurs morphologiques pour définir des règles de dimensionnement de planchers composés de grumes

(fre) Dans les constructions d’aujourd’hui, le bois a du mal à s’imposer par rapport à d’autres matériaux tels que le béton ou l’acier. Cela est, entre autres, dû à son coût. En effet, les nombreuses transformations nécessaires à l’obtention, par exemple, d’une poutre en lamellé collé à partir d’un tronc d’arbre, le rendent économiquement moins intéressant. Toutefois, l’utilisation de ce matériau naturel pourrait aider à diminuer l’impact du secteur de la construction sur l’empreinte carbone. Afin de diminuer cette dernière, l’idée est donc d’utiliser des grumes : troncs d’arbres ayant subi très peu de transformation. De plus, pour rendre le bois concurrent aux autres matériaux, il est donc indispensable de l’utiliser de la meilleure manière. Dans un premier temps, ce mémoire a donc pour but d’offrir des outils permettant l’optimisation du volume de matière nécessaire. Une analyse similaire a été réalisée lors d’un précédent travail mais en y négligeant le poids propre. L’intérêt est ici d’étudier l’impact du poids propre sur les résultats obtenus lors de l’optimisation d’une simple poutre fléchie, d’un plancher classique et d’un plancher réciproque. Cette optimisation se fait en utilisant la théorie des indicateurs morphologiques qui est basée sur des nombres adimensionnels. Ces derniers sont exprimés directement à partir des paramètres de la situation étudiée ce qui permet alors d’obtenir un résultat universel valable pour d’autres structures similaires sans devoir recommencer l’analyse depuis le début. Dans un deuxième temps, ce travail développe des outils graphiques permettant de comparer plusieurs classes de résistance en terme de volume de matière et de poids d’une structure. Ces outils permettent alors de directement pouvoir lier l’information à une notion de prix, ce qui peut aider à choisir la classe de résistance la plus appropriée. Enfin, des modèles numériques permettant la génération et le calcul de structures réciproques sont présentés.

(eng) In today's constructions, wood has a difficult time imposing itself compared to other materials such as concrete or steel. This is, among other things, due to its cost. Indeed, the numerous transformations necessary to obtain, for example, a glued laminated beam from a tree trunk, make it economically less interesting. However, the use of this natural material could help reduce the construction sector's impact on the carbon footprint. In order to reduce the ecological impact, the idea is to use logs: tree trunks that have undergone very little transformation. Moreover, to make wood competitive with other materials, it is essential to use it in the best way possible. The first goal of this thesis is to offer tools to optimize the volume of material needed. A similar analysis has been performed in a previous paper, but neglecting the dead weight. The interest here is to study the impact of the dead weight on the results obtained during the optimization of a simple flexural beam, a classical floor and a reciprocal floor. This optimization is done using the theory of morphological indicators which is based on adimensional numbers. The latter are expressed directly from the parameters of the studied situation, which makes it possible to obtain a universal result valid for other similar structures without having to start the analysis from the beginning. In a second step, this work develops tools allowing to compare several strength classes in terms of material volume and structure weight. These tools then allow to directly link the information to a notion of price, which can help to choose the most appropriate strength class. Finally, numerical models allowing the generation and calculation of reciprocal structures are presented.