Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER D’INGENIERIE DE L’EAU ET L’ENVIRONEMENT OPTION : Génie Civil ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 21 Juin 2013 par Yaovi Edem BAITE Travaux dirigés par : Pr Abdelhamid BOUCHAIR Tuteur Polytech Dr Eric FOURNELY Co - Tuteur Polytech Dr Adamah MESSAN Tuteur 2iE Jury d’évaluation du stage : Président : Dr A. MESSAN Membres et correcteurs : K. KOKOLE M. KABORE S. BARRO Promotion [2012/2013] Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois-béton Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 i CITATION « L'une des meilleures façons d'aider quelqu'un est de lui donner une responsabilité et de lui faire savoir que vous lui faites confiance ». Booker T. Washington Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 ii À Dieu, À mes oncles Emmanuel, Cimon, Daniel et Jean, À ma famille et à ma petite amie Cynthia, À mes parents Nicolas et AfI. Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 iii REMERCIEMENTS Ce travail de recherche présenté dans ce mémoire a été mené en cotutelle avec la plate-forme Mécanique/Matériaux et Structure (MMS) de Polytech Clermont et le laboratoire d’éco matériaux du centre commun de recherche « Energie et Habitat Durables » de 2ie. Comme tout travail de recherche, il fut instructif et passionnant, tout en étant constitué de tâches souvent ardues et décourageantes. Je tiens donc à remercier les personnes qui m’ont apporté leur soutien pour la réalisation de ce travail. En premier lieu, je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance au professeur Hamid BOUCHAÏR qui m’a fait l’honneur de diriger ce travail. Il a été la personne qui m’a initié au travail de recherche. A travers nos discussions, souvent longues mais toujours fructueuses, il m’a amené à réfléchir et avoir un regard critique sur un nombre de phénomène, qui paraissaient souvent être des évidences. Ce n’est qu’avec le recul qu’à présent je comprends que c’est justement ce travail de réflexion qui est la base de tout savoir. Je tiens à l’assurer de mon profond respect et sympathie. Je tiens à remercier Mr Eric FOURNELY, maître conférence à Polytech Clermont pour tous ces conseils scientifiques. Ma reconnaissance va également à mon tuteur Mr Adamah MESSAN, maître conférence à 2ie pour ses conseils, son optimisme et sa confiance qu’il m’a accordé au cours de ce travail. Je tiens à remercier tous les responsables et tout le personnel de la plate-forme MMS, pour sa qualité humaine et sa sympathie. Un grand merci à tous les doctorants et stagiaires de l’Institut Pascal pour leur accueil chaleureux durant cette période. Ils ont su créer une ambiance solidaire et conviviale. Je souhaite exprimer, de tout mon cœur mon affection et ma reconnaissance à mes parents pour leur soutien constant qui m’a permis d’en arriver là. En fin, ma gratitude va à ma cousine Cynthia pour ses conseils et l’amour qu’elle m’a apporté. Je n’oublie ma promotion route et ouvrage d’art, et tous les autres options, spécialement mes camarades : Edem PAKAMEY ; Decroly DJOUBISSIE DENOUWE ; Jean de Dieu IYAMUREMYE; YONTCHUI SANDJONG Ghislain ; Danièle TIENDREBEOGO pour l’agréable ambiance de travail qu’ils m’ont apporté, et Mr Daouda pour l’aide en modélisation et sur MATLAB. Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 iv RESUME Les structures mixtes associant des matériaux de qualités différentes mais complémentaires représentent une alternative intéressante en comparaison avec les techniques traditionnelles mono- matériaux. Dans la construction les associations les plus courantes des matériaux concernent les structures bois-béton ou acier-béton. Dans ces structures, le béton est mobilisé dans son domaine de prédilection associé à sa bonne résistance en compression. Le bois et l’acier remplissent la fonction de résistance en traction. Ainsi, une section mixte a des caractéristiques de résistance et de rigidité plus élevées que celles des matériaux pris séparément pour le même poids et quantité de matériaux. Cependant, pour atteindre les performances mécaniques souhaitées il est nécessaire d’assurer la connexion de cisaillement qui s’appose au glissement entre les deux matériaux. L’idée principale de l’utilisation d’une structure mixte, c’est de profiter des meilleurs caractéristiques de chaque matériau afin d’obtenir un élément structural efficace en ce qui concerne la résistance, la rigidité et la qualité. En plus des fonctions mécaniques optimales, les structures mixtes présentent des qualités de résistance au feu. C’est pour ces raisons, que les structures mixtes constituent des solutions intéressantes aussi bien en construction neuve qu’en réhabilitation. Cependant, les méthodes de calcul et de dimensionnement des structures mixtes bois-béton sont peu développées. L’objectif de la présente étude est de développer un outil de calcul de la résistance et de la rigidité d’une section mixte constituée de deux matériaux différents avec prise en compte de la connexion. Le modèle s’appuie sur la décomposition de la section mixte en plusieurs couches et la décomposition de la poutre en tronçons. L’application concerne les sections mixtes bois-béton (section rectangulaire en bois et dalle en béton). Les résultats expérimentaux issus de la bibliographie ou de travaux réalisés à Clermont-Ferrand sont confrontés à ceux donnés par les méthodes analytiques existantes ainsi qu’aux résultats du modèle développé. Ces comparaisons permettent de bien comprendre le comportement des poutres mixtes et les contributions des différentes composantes y compris la connexion. Elles permettent aussi de valider l’outil de calcul développé qui s’appuie sur des hypothèses de comportement linéaire mais qui est construit pour être généralisé aux comportements non linéaires des matériaux et de la connexion. Mots Clés : 1- Plancher bois-béton 2 - Calcul analytique 3 - Connecteurs 4 - Comportement mécanique mixte Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 v ABSTRACT Mixed structures involving materials of different but complementary qualities represent to a valuable alternative comparison with traditional single-technical materials. In construction, the most common materials associations relate wood-concrete or steel-concrete structures. In these structures, the concrete is mobilized in his chosen field associated with its good compressive strength. The wood and steel fulfill the function of tensile strength. Thus, a composite section has higher than those of the materials separately for the same amount of weight and material characteristics of strength and stiffness. However, to achieve the desired mechanical performance it is necessary to ensure the shear connection that signs the slip between the two materials. The main idea of the use of a composite structure is to take advantage of the best characteristics of each material in order to obtain an effective structural element regarding the strength, stiffness and quality. In addition optimal mechanical, composite structures have qualities of resistance to fire. It is for these reasons that composite structures are interesting solutions as well as in new construction and in renovation. However, the methods of calculation and sizing of wood and concrete structures are poorly developed. The purpose of this study is to develop a tool for calculating the resistance and rigidity of a composite section consisting of two different materials with consideration of the connection. The model is based on the decomposition of the composite section in several layers and decomposition of the girder sections. The application relates to mixed wood-concrete sections (rectangular wood and concrete slab). The experimental results from the bibliography or works made in Clermont-Ferrand are compared with those given by the analytical methods as well as the results of the model developed. These comparisons allow to understand the behavior of composite beams and the contributions of the various components including the connection. They also validate the tool developed calculation is based on assumptions of linear behavior but is built to be generalized to non-linear behavior of materials and connection. Key words: 1 - Slabs timber-concrete 2 - Analytical calculation 3 - Connectors 4 - Mixed mechanical behavior Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois/béton BAITE Yaovi Edem Promotion 2012-2013 Mémoire d’obtention du Master d’ingénierie Option Génie Civil - Juin 2013 vi LISTE DES ABREVIATIONS  Section transversale de la partie en béton  Section transversale de la partie en bois  Largeur de la poutre  Module d’élasticité du béton  Module d’élasticité du béton , Valeur moyenne instantanée du module d’élasticité  Rigidité à flexion de la section mixte sans connexion  Rigidité à flexion de la section mixte avec connexion parfaite   Effort de cisaillement dans le connecteur mécanique  uploads/Ingenierie_Lourd/ cisaillement-poutres-mixtes.pdf

Tags
Ingénierie figure mixtes connexion poutres cisaillement
Documents similaires
  • 34
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager