Timber Shed

Pour la restauration d’un ancien abri de jardin à ossature de chêne, déplacé des Pays-Bas vers Killowen, en Irlande (un projet de Mood Architecture, démonté et reconstruit par Borg-Bouw), Vestad a modélisé les fermes en bois irrégulières d’origine dans Diamonds à partir d’un scan 3D, en important les lignes centrales issues du scan sous forme de modèle filaire via DXF, puis en ajoutant des sections variables correspondant à la forme réellement irrégulière des éléments en chêne. Pour vérifier la sensibilité des résultats aux imperfections géométriques de ce modèle, Vestad a construit une seconde version avec des propriétés de section légèrement réduites, puis a utilisé les deux pour calculer les efforts à l’état limite ultime et les déformations à l’état limite de service, constatant que des interventions étaient nécessaires pour maintenir les déformations horizontales dues au vent dans des limites acceptables, et a vérifié la résistance du bois et la résistance au flambement conformément aux Eurocodes et aux annexes nationales irlandaises.

Le projet

Le chef de projet Patrick Jordaens a choisi un projet qui illustre parfaitement l’expertise de Vestad en matière de structures en bois. « Ce n’est peut-être pas un projet immense », explique Patrick, « mais c’est certainement un projet à l’histoire extraordinaire.

Cette histoire concerne en particulier la restauration d’un ancien abri en bois construit comme salle de jardin contre une résidence à Killowen (Irlande), selon un projet de Tatsuro Miki (Mood Architecture, Bruxelles). L’abri de jardin en bois a connu (littéralement !) un parcours assez extraordinaire avant d’arriver à Killowen.

Ce petit bâtiment se trouvait à l’origine aux Pays-Bas, où il a été soigneusement démonté par Borg-Bouw, une entreprise de construction belge spécialisée dans la restauration de bâtiments, de meubles et de menuiserie. Borg-Bouw a ensuite fait reconstruire les 5 fermes de la structure en bois d’origine sur son propre site, en préparation de la réalisation finale en Irlande. En raison de notre expertise en construction à ossature bois, ils nous ont contactés et nous ont demandé de réaliser toutes les analyses d’ingénierie structurelle.

Modéliser une structure en bois irrégulière et centenaire à partir d’un scan 3D

Pour modéliser la structure porteuse d’origine avec le plus de précision possible, Borg-Bouw a réalisé un scan 3D des fermes en bois. À partir du nuage de points décrivant la forme de ces fermes, les lignes centrales ont été déterminées dans AutoCAD. Et comme cette structure porteuse en chêne est assez ancienne, les lignes centrales étaient tout sauf droites et verticales. Via un fichier DXF, nous avons importé les lignes centrales sous forme de modèle filaire dans le logiciel d’analyse structurelle Diamonds de BuildSoft, avant de le compléter avec les propriétés de section et de matériau. Enfin, des éléments barres droits ont été ajoutés pour modéliser la nouvelle charpente en bois par-dessus la structure porteuse d’origine.

Tester la sensibilité aux imperfections du modèle avec une seconde variante

Il vaut la peine de s’attarder un instant sur les propriétés de section de la structure porteuse en chêne telles que dérivées du scan 3D. Ces sections ayant une forme irrégulière, elles ont été saisies dans Diamonds comme sections variables afin de construire un modèle géométrique aussi proche que possible de la réalité. Mais en fin de compte, tout modèle géométrique reste bien sûr une approximation d’une géométrie jamais tout à fait parfaite. Nous avons donc développé un second modèle dans lequel nous avons quelque peu réduit les propriétés de section de la structure porteuse d’origine.

Cela a fourni un excellent outil pour évaluer la sensibilité des résultats de l’analyse structurelle aux imperfections du modèle. Et c’est bien sûr le grand avantage d’utiliser un logiciel d’analyse structurelle comme Diamonds, qui accorde une grande importance à la facilité d’utilisation. Comme il est si simple d’expérimenter différentes variantes de modèle, nous pouvons fournir des conseils structurels fiables, et ce très rapidement.

Calculer les efforts et les déformations, puis vérifier selon les Eurocodes

Après avoir complété le modèle géométrique avec les groupes de charges et combinaisons de charges pertinents (les charges de vent étaient particulièrement importantes dans ce cas), nous avons utilisé Diamonds pour calculer les efforts internes aux états limites ultimes et les déformations aux états limites de service. Cela a montré que des interventions étaient nécessaires pour maintenir les déformations horizontales dues aux charges de vent dans des limites acceptables.

Pour compléter l’analyse structurelle, nous avons ensuite effectué toutes les vérifications obligatoires concernant la résistance et la stabilité des éléments barres en bois (y compris la résistance au flambement des éléments comprimés), conformément aux Eurocodes et aux annexes nationales irlandaises, à partir des efforts internes calculés à l’étape précédente.

Ce petit projet de restauration, mais plein de charme, est un excellent exemple de la facilité avec laquelle on peut valider efficacement des concepts structurels à l’aide du logiciel d’analyse structurelle particulièrement pratique de BuildSoft. Cela rend notre vie d’ingénieurs en conception structurelle bien plus facile et agréable ! »

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