Hello à tous,
Je vous partage un projet réalisé par nos apprentis du lycée. Je ne suis pas l'auteur et ni le professeur référent du projet. C'est anjanuel, le professeur et le chef du projet. Mais anjanuel, découvre la plateforme et ne manipule pas encore correctement les mécanismes et les rouages du site. J'attends la rentrée pour lui faire une petite formation, pour ses futurs projets :)
Avec les photos du projet, j'ai préparé une vidéo à destination de nos étudiants, nos fournisseurs, nos partenaires, le client et les amoureux du bois !
Je vous partage l'article rédigé par mon collègue, anjanuel. Bonne lecture et bon visionnage ;)
“Force-les de bâtir ensemble une tour et tu les changeras en frères. Mais si tu veux qu'ils se haïssent, jette-leur du grain.” ― Antoine de Saint-Exupéry.
Objectif principal :
Former des jeunes à l’organisation et la conduite de chantier.
Objectifs intermédiaires :
• Donner envie,
• Monter en compétences,
• Donner confiance,
• Construire ensemble,
• Etre heureux et même fier de travail accompli.
Il s’agit ici d’un bâtiment agricole, construit avec des bois locaux, à proximité du lycée. L’ouvrage est conçu et calculé aux « états limites », c’est à dire, que les sections de bois et les assemblages sont optimisés. L’ensemble satisfait le besoin du client, permet d’atteindre l’objectif pédagogique, respecte la réglementation, mais rien de plus…
Voici en quelques chiffres la description de l’affaire : 200 m² couverts, 15 m³ de bois brut, quatre demi-journées de levage, 16 apprentis en Brevet de Technicien Supérieur Système Constructifs Bois et Habitat (SCBH). Ce groupe de jeunes est en formation par alternance.
Le projet part de la demande du client, quelques ébauches graphiques lui sont présentées. Après acceptation du permis de construire, l’étude technique s’est concrétisée. Le dimensionnement est optimisé à l’aide du logiciel « Acordbat », le dessin fait avec « CADWORK ». La taille des bois est réalisée sur le centre de taille Weinmann / Homag Beamteq B-540 dont vient d’être équipé l’atelier du lycée.
La société WURTH, est impliquée dans le choix et la mise en œuvre des liaisons bois/béton. Un important travail de topographie s’impose. Il permet aux étudiants/apprentis de découvrir et de mettre en œuvre des techniques et des outils dont ils n’ont pas l’habitude.
Le travail de levage met en évidence la nécessité de bien comprendre en quoi consiste la stabilité d’une structure, stabilité provisoire ou définitive. Le principe fondamental de la statique est généralement enseigné de façon théorique donc parfois de façon douloureuse...
Mais ici, comme chantait Georges Brassens, on expérimente que : « La loi d'la pesanteur est dur', mais c'est la loi » ! Et là, on s’adapte.
C’est expérience, quelque peu audacieuse, s’est finalement bien déroulée. Tous les acteurs ont exprimé leur satisfaction.
Nous restons dans l’esprit des exigences de la qualité !
Signé,
anjanuel
Publications associées
Licence
Discussions
AlbertG
Bon travail, l'ensemble est cohérent, les reprises de charges sont bien placées, les poutres au vent bien dimensionnées.
Je ne vois pas nettement les reprises des palees
Il serait intéressant de présenter une note de calcul neige et vents de même la qualité de la visserie d'ancrage
...
Sinon beau et interessant travail.
J'imagine la fierté des intervenants
BRAVO à tous!
Merci,
Je vais demander à anjanuel de sortir du bois :)
..
Ah, les calculs...
J'ai demandé à Bard, le nouveau truc "IA" de Google la différence de rigidité entre une poutre de section rectangulaire de 10 cm de hauteur et une de 20 cm de hauteur, toutes choses égales par ailleurs.
Bard m'a répondu qu'une poutre de 20 cm était deux fois plus rigide qu'une poutre de 10 cm...
Tu es sur? lui ai-je demandé.
Ah non, désolé, cela dépend du carré de la hauteur!
Euh...
Y a encore à faire...
Ah, je ne connais pas celui-là !
Mais en effet, tu as raison, il y a encore du chemin...
Comme tu dis, en partant du principe que tous les paramètres sont identiques sauf la hauteur de la section que l'on double, avec le cas le plus simple :
En doublant juste la hauteur de la section, la flèche ne réduit pas de moitié, mais elle réduit jusqu'à 87.5 %. Voir graphique :)
Dans notre cas, avec seulement la hauteur qui varie, le carré de la hauteur a un réel impact sur la variation de la flèche et donc de sa résistance.
Ce sont mes maigres connaissances, mais j'ai ma source ici -> Formulaire des barres
AlbertG Oui, la flèche dépend du cube de la hauteur d'une poutre de section rectangulaire. Une poutre de 20 cm de hauteur est 8 fois plus "rigide" qu'une poutre de 10 cm.
Et pour doubler la "rigidité" d'une poutre de 10 cm de haut, il suffit de la passer à 12,5 cm.
Inversement, quand on passe de 10 à 8 cm, on réduit la rigidité de moitié.
Ce qui montre d'ailleurs que quand on essaie d'optimiser, il faut y aller très doucement, car on diminue très très vite les résistances.
Pour l'instant, toutes les réponses aux questions, que j'ai posées à Bard étaient fausses, quelque soit le domaine... Google a encore des progrès à faire...
je pige pas !!! sur mes vieux abaques, une solive chêne de 10/20 4 mètres de portée = 800 kg
1 poutre 20/20 = 1600 kg
???
Kentaro C'est exact !!
Et oui, la magie d'internet, malheureusement !
sylvainlefrancomtois C'est le poids maxi supporté ? Le premier chiffre, c'est la largeur ou la hauteur ? Si c'est la largeur, c'est normal.
La rigidité d'une poutre dépend du cube de la hauteur et directement de la largeur.
Une poutre de 20 de large est deux fois plus rigide qu'une poutre de 10 de large, les deux ayant la même hauteur de 20.
sylvainlefrancomtois ici on parle de la flèche instantanée.
Définition de la flèche instantanée par, Yves Benoit,Bernard Legrand et Vincent Tastet, dans l'ouvrage « Calcul des structures en bois, Eurocode 5 »
Winst : flèche instantanée, provoquée par l’ensemble des charges sans tenir compte de l’influence de la durée de la charge et de l’humidité du bois sur la flèche.
Extrait de « Calcul des structures en bois » d’Yves Benoit,Bernard Legrand et Vincent Tastet page73, Combinaison des actions pour vérifier la flèche instantanée Winst 2.2.2 Combinaison des actions pour vérifier la flèche instantanée W inst (p. 13)
La flèche instantanée est calculée avec la combinaison ELS (INST(Q)). L’action permanente (poids de la structure par exemple) n’est pas prise en compte et l’action variable de base (charge d’exploitation par exemple) n’est pas pondérée. S’il y a une action variable d’accompagnement, elle sera minorée par le coefficient ψ0. La flèche instantanée ne doit pas dépasser une valeur limite. Exemple : une solive sur deux appuis supporte une charge permanente G = 0,4 kN/m et une charge d’exploitation Q = 0,75 kN/m. Le calcul de la flèche instantanée sera effectué uniquement avec la charge variable Q, q inst(Q) = Q ; soit q inst = 0,75 kN/m.
Exemple de calcul de la flèche instantanée Winst (Q):
La flèche instantanée est calculée avec la combinaison ELS (INST (Q))
q inst(Q) = 0,75 kN/m
q inst(Q) = 0.75 N/mm
La solive a une charge symétrique et uniforme, la flèche définie par la formule :
Winst(Q) = (5 x q inst (Q) x L^4)/(384 x E0 mean x I)
W inst (Q) = flèche instantanée en mm,
q inst(Q) = charge linéique en N/mm provoqué par les actions variables,
L = distance entre appuis en mm, ici 4500 mm
E0 mean = module moyen axial en MPa ou en N/mm², ici 11000 N/mm²
I = Moment quadratique en mm4 pour une section rectangulaire sur chant,
I = (b x h^3)/12
Pour une section de solive de 75 x 200mm², on obtient I = (75 x 200^3)/12 = 50 000 000 mm4
Winst(Q) = (5 x 0,75 x 4500^4)/(384 x 11000 x 50 000 000) =7.28 mm
Vérification de la formule par ici > Formulaire des barres
J'espère avoir éclairé ta lanterne :)
Kentaro exactement :)
ok merci !
donc (La flèche instantanée) deux solives portée 4 mètres en 10/20 jumelées seront plus efficace qu'un 20/20 seul !
dans cet exemple, la différence est de combien ?
sylvainlefrancomtois ,
Je ne sais pas si je réponds correctement à ta question. Mais parfois des calculs et quelques schémas sont plus pratiques !
Pour l'exemple, les paramètres sont identiques, longueur, section, module d'élasticité et charge extérieure. Et je suis dans le cas d'une flèche instantanée !
1er Cas : J'ai une flèche de 6 mm avec une solive à plat de 10/20.
2ème Cas : Si je viens rajouter une seconde solive à plat sur ma solive précédente, je réduis de moitié ma flèche précédente, j'obtiens 3mm.
3ème Cas : Par contre, quand je calcule la flèche de ma solive pleine de 20/20 j'obtiens une flèche de 0.7mm.
En conclusion, d'après mes calculs et mon maigre savoir, ma solive pleine de 20/20 sera toujours plus résistante que ma solive reconstituée. Attention, je suis dans un cas où je n'ai pas de liant entre chaque lame. De plus le coefficient de cohésion a une importance dans le calcul.
AlbertG excuse, en charpente c'est toujours sur champ ! d'ou ma question "solives" .
sylvainlefrancomtois
Normalement, deux solives de 10x20 ou une solive de 20x20 ont exactement la même résistance, si les deux solives sont parfaitement collées et jointives, sans aucun cisaillement (glissement) entre les deux.
S'il y a un peu de cisaillement entre les deux solives, dans ce cas, les deux solives seront un peu moins résistantes que la poutre unique.
sylvainlefrancomtois
Oui oui, je sais bien que la solive est sur chant, mais j'ai un doute sur la détermination du coefficient de cohésion et sur le calcul du moment quadratique pour une poutre reconstituée sur chant.
La méthode que j'ai présentée, c'est quelque chose que j'avais déjà essayé dans le cadre de recherche dans les cours de laboratoire.
Attention, la suite de ce que je propose n'est pas forcément correct !
Mais si j'inverse la base avec la hauteur lors du calcul du moment quadratique (I Delta) et que mon coefficient de cohésion reste à 0.25, je trouve une flèche équivalente pour une solive reconstituée de deux pièces sur chant 10/20 et une solive de 20/20. C'est à dire une flèche instantanée de 0.7mm.
Je n'ai aucune certitude sur cette méthode, le mieux est de réaliser un essai sur des échantillons pour certifier mes calculs.
Autre incertitude, est de savoir si le coefficient de cohésion se calcul de la même manière qu'à plat.
Dans un monde parfait, avec des bois plans, parfait, humidité à 12%, environnement adapté, méthode de mesure normalisée, etc... si je considère que mon module d'élasticité réel et théorique sont équivalents, je peux avoir un coefficient de cohésion de 1. Ce qui modifie mes résultats.
Si je continue dans mes suppositions, par la suite j'obtiens une flèche de 0.188mm pour une poutre reconstituée sur chant de deux éléments de 10/20, alors que pour une poutre de 20/20 j'ai une flèche de 0.7mm.
Attention, ça reste que des suppositions, je dois encore creuser de mon côté et réaliser des essais pour certifier l'exactitude de mes propos !
Mais ça me donne des idées de TP pour l'année prochaine ;)
Kentaro
Je vais essayer de faire des TP là dessus l'année prochaine pour apporter des réponses à sylvainlefrancomtois
C'est une bonne question :)
AlbertG super !
AlbertG sylvainlefrancomtois
Si les deux poutres rectangulaires 10x20 sont mises à plat et l'une sur l'autre, il y a un effet de cisaillement. Les poutres vont (légèreement) glisser l'une sur l'autre et de ce fait, seront moins résistantes qu'une poutre de 20x20. Bien sur, si elles sont collées, le glissement sera beaucoup plus faible. Le glissement/cisaillement dans ce cas, dépendra du type de colle utilisée. Certaines colles sont élastiques, d'autres pas.
Si les deux poutres rectangulaires sont mises sur chant, et cote à cote, et si on suppose que le poids en son centre repose de la même manière sur les deux poutres, dans ce cas, il n'y a pas de cisaillement/glissement, le poids est réparti à charge égale sur les deux poutres, et de ce fait, les deux poutres côte à côte auront une flèche deux fois moindre qu'une seule poutre.
Kentaro
Exactement, lorsque j'avais réalisé les essais, je n'avais pas de joint de colle et les sections étaient à plat, donc un glissement/cisaillement plus important.
De plus, je suis dans un laboratoire d'école, avec des instruments de mesure moins fiable, des bois moins "parfait", une hygrométrie plus approximative et des étudiants moins qualifiés que des laborantins.
Et pour finir, je ne suis que simple prof de menuiserie qui joue avec les notions de laboratoire dans le domaine de la charpente !
Et je reviens là dessus, mais tout dépend du coefficient de cohésion que l'on trouve dans les essais.
Mais mes ressources sont limitées dans ce domaine.
J'ai trop d'incertitude, donc mes propos sont à prendre avec des pincettes.
Je ne peux rien affirmer pour l'instant.
Après le plus important, c'est d'essayer de comprendre les propriétés mécaniques des matériaux :)
AlbertG De toute façon, le bois est un matériaux non homogène, et il suffit d'un défaut caché, un noeud, etc, et toute la théorie tombe par terre, c'est le cas de la dire...
Kentaro
Exactement, d'où l'importance des essais, des répétitions et des études statistiques qui en découlent !
Ah, la beauté de l'anisotropie :)
Parfois un simple noeud peut donner du caractère à un meuble !