Fig. 1.2 Assemblage de la structure des verrières de la Fondation Louis Vuitton (crédit photo : Bureau Greisch) Fig. 1.3 Les boomerangs bois en tiges collées de la structure de l’Aqualagon (crédit photo : Arbonis)
Ce travail de doctorat a pour objectif de proposer un outil ingénieur de modélisation numérique pour le dimensionnement d'assemblage de structures bois de type tige sollicités dans leurs plans (sollicitations N , M, V ).
Il s'inscrit dans un contexte où les besoins de l'ingénieur pour le dimensionnement de ce type d'assemblage, en particulier sur l'estimation de la raideur et de la distribution des efforts, sont croissants. Un modèle tridimensionnel de poutre élastoplastique sur des appuis non linéaires a été retenue comme base de développement afin de modéliser le comportement mécanique local de l'interaction organe-bois. Ces appuis non linéaires servent à décrire le comportement en enfoncement de l’organe dans l’épaisseur des éléments bois. Des essais d’enfoncement sur plusieurs matériaux et diamètres d'organe ont été réalisés pour caractériser ce comportement. Une méthodologie d’analyse de courbes d'essai d'enfoncement a été proposée pour être en adéquation avec le modèle utilisé.
Dans le cadre d'un travail collaboratif européen, cette méthodologie a été utilisée sur des résultats expérimentaux de quatre laboratoires de recherche afin de constituer une base de données. L’analyse de celle-ci a permis de proposer différentes équations empiriques pour estimer des paramètres physiques de l'enfoncement. La modélisation proposée est développée à l'aide du code de calcul aux éléments finis Cast3M. Celle-ci intègre tous les comportements matériels de l’assemblage. Cela donne une estimation précise de la distribution des efforts des organes de l'assemblage générée par des sollicitations planes, ainsi que les raideurs axiales et rotationnelles. La modélisation a mis en évidence l'influence de l'élancement de l'organe dans l'épaisseur de l'assemblage sur l'estimation de la raideur d’assemblage.