L'assemblage d'éléments en bois est majoritairement réalisé à l'aide de broches métalliques, mais certaines recherches scientifiques tentent d'orienter ces assemblages vers une conception intégrant plus de bois. L'utilisation de connecteurs en bois densifié a montré l'efficacité du processus de densification sur le matériau bois pour améliorer notamment la résistance d'assemblages de membrures en bois par rapport à une connexion par goujon en bois non densifié. Les caractéristiques mécaniques de ce nouvel assemblage sont prometteuses selon le groupe de recherche AFTB (Adhesive Free Timber Buildings) mais restent tout de même inférieures en termes de rigidité et de ductilité lorsqu'elles sont comparées à un assemblage similaire par broche métallique. Ainsi, la présente maîtrise a cherché à étudier une solution de confinement du goujon en bois densifié dans un tube d'aluminium pour améliorer les caractéristiques mécaniques évoquées. Un prototype de goujon hybride bois-aluminium a été fabriqué et testé en flexion trois-points. La comparaison avec le goujon en bois densifié a montré une nette amélioration des caractéristiques de résistance et de rigidité ainsi qu'un gain en ductilité à travers la retenue de la rupture brutale du goujon en bois densifié par l'enveloppe d'aluminium. Des essais de cisaillement double ont aussi été menés avec des connecteurs en bois densifié, hybrides et en acier pour permettre l'identification de paramètres nécessaires à la création d'un modèle numérique ayant pour objectif d'optimiser la conception du prototype hybride bois-aluminium. Celui-ci a permis d'étudier différentes conceptions hybrides et de montrer qu'avec une enveloppe de 1 mm, le goujon hybride apportait à l'assemblage une bien meilleure résistance et rigidité que le goujon en bois densifié, mais tout de même inférieure de moitié en comparaison à un goujon en acier de même diamètre. Cependant, l'amélioration du modèle est encore nécessaire pour permettre l'étude numérique des modes de ruine du goujon hybride. / The assembly of timber elements is mostly done with steel fasteners, but some scientific studies are trying to conduct these assemblies towards a design integrating more wood. The use of compressed wood dowels has shown the efficiency of the densification process on the wood material to improve the resistance of wood member connections compared to a wood dowel connection. The mechanical characteristics of this new connection are promising according to the AFTB (Adhesive Free Timber Buildings) research group but remain inferior in terms of stiffness and ductility when compared to a similar steel dowel connection. Thus, the present study investigated a solution to confine a compressed wood dowel in an aluminum tube to improve the mentioned mechanical characteristics. A prototype of hybrid wood-aluminum dowel was manufactured and tested in three points bending. The comparison with the compressed wood dowel showed a clear improvement of the strength and stiffness characteristics as well as a gain in ductility through the restraint of the brutal rupture of the compressed wood dowel by the aluminum envelope. Double shear tests were also conducted with densified wood, hybrid, and steel connectors to allow the identification of parameters necessary for the creation of a numerical model with the objective of optimizing the design of the hybrid wood-aluminum prototype. This model allowed studying different hybrid designs and to show that with a 1 mm envelope, the hybrid dowel brought to the assembly a much better resistance and rigidity than the compressed wood dowel but still less than half in comparison to a steel dowel of the same diameter. However, the improvement of the model is still necessary to allow the numerical study of the failure modes of the hybrid dowel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/71253 |
| Date | 03 January 2022 |
| Creators | Rollo, Guillaume |
| Contributors | Oudjene, Marc, Fafard, Mario |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xviii, 168 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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