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Auteur(s)
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Jean-Pierre BIGER : Ingénieur de l’École supérieure du bois - Spécialiste en structures bois au Bureau Veritas
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les structures en bois ont démontré leur capacité à braver les siècles, mais ce privilège n’est pas donné à toutes. D’après les statistiques, la sinistralité des structures bois ne représente que 3 % de la sinistralité totale de la construction. Toutefois, certains cas sortant de l’ordinaire échappent à cette analyse.
Qu’il s’agisse de charpente traditionnelle, de charpente légère, ou de charpente en lamellé-collé, les erreurs de conception, de fabrication, de mise en œuvre, ou les circonstances exceptionnelles et accidentelles, sont les genres auxquels se rattachent habituellement les causes de pathologie. La pathologie des charpentes en bois trouve paradoxalement l’une de ses principales sources dans les règles de calcul et de conception elles-mêmes.
Les effets de la traction transversale, les effets d’échelle, les effets de durée de chargement, les effets du glissement des assemblages, l’effet d’autocintrage… sont sous-estimés, voire ignorés, par les Règles de calcul et de conception en vigueur depuis 1971. À ces lacunes correspond le genre inattendu des « sinistres réglementaires ».
La détection de ces anomalies a suscité la réflexion des ingénieurs, des professionnels, des scientifiques porteurs de la nouvelle approche du matériau bois développée dans le cadre européen, ce qui a permis de corriger les dispositions de construction ou de calcul défaillantes [1] [14].
Messieurs Gras et Renou de Saretec, Mainnevrey du Cabinet Cerruti, Amilhau de la SCOR, Loutrel des Établissements Renofors, Simonneau des Établissements Simmonneau, Briand, Blanc, Czeszynski, Dupont, Lebeau, Le Bris, Letort, Marchand, Ménard, Sens du Bureau Veritas, ont contribué à la collecte des illustrations et des informations présentées dans le présent document. L’auteur les en remercie très vivement.
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5. Causes exceptionnelles et accidentelles
Lorsque les sinistres résultent d’actions extérieures exceptionnelles ou accidentelles, il est en général malaisé de démêler parmi les causes vraies ou supposées la part des actions de celle de la conception. La question du dépassement des actions réglementaires de calcul par les actions climatiques exceptionnelles, ou par les actions accidentelles, est souvent l’objet de controverses.
5.1 Chutes de neige exceptionnelles
L’effondrement de la moitié de la toiture d’une grande surface commerciale (figure 36 a ) s’est produit à la suite des chutes de neige exceptionnelles de décembre 1990 dans la région lyonnaise. Sa cause mécanique se trouve dans le mauvais positionnement du joint cantilever, placé trop près de l’appui central de la poutre à deux travées qui constitue l’élement porteur principal de cette toiture (figure 36 b ). La capacité de rotation de ce joint cantilever, réalisé comme indiqué par la figure 36 c , est très limitée par construction. Ne pouvant pas répondre à la demande de rotation résultant de la surcharge exceptionnelle de neige, il s’est bloqué. Les contraintes locales de traction transversale qui en ont résulté ont initié une fissure située au quart inférieur de la poutre ; cette fissure s’est propagée vers la partie centrale réduisant ainsi la hauteur résistante de la poutre, et déclenchant la rupture finale de flexion qui a provoqué l’effondrement final de la travée (figure 36 d ).
La réponse correcte à cette difficulté réside soit dans la réalisation d’un joint comportant un axe de rotation, soit dans la recherche de la position optimale pour laquelle la rotation relative des extrémités des poutres est nulle ou négligeable, c’est-à-dire la position du point du moment nul d’une poutre identique continue (sans joint). Une charpente presque identique à celle-ci, due au même constructeur, et située à proximité, n’a subi que de faibles dommages, le joint cantilever de conception identique ayant été placé à la bonne distance de l’appui central.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Recueil de contributions au calcul des éléments et structures bois (première et deuxième parties). – Annales de l’ITBTP, n° 466, juil.-août 1988 et n° 497 (oct. 1991).
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(2) - HUET (C.), GUITARD (D.), MORLIER (P.) - Le bois en structure, son comportement différé - Annales de l’ITBTP, n° 469 (déc. 1988).
-
(3) - SAGOT (G.) - Sinistralité des fermettes - Agence Qualité Construction (nov. 1995).
-
(4) - BIGER (J.-P.) - Influence des liteaux sur la stabilité des fermettes au flambement transversal - Annales de l’ITBTP, n° 497 (oct. 1991).
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(5) - CRUBILE (Ph.) - Analyse de pathologies de structures en bois lamellé collé - Agence Qualité Construction (déc. 1994).
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(6) - LYOT (G.) - Déformations...
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