Sujet de thèse IFSTTAR

English version
Fiche détaillée :

Titre : Séchage et vieillissement du matériau bois vert utilisé en construction traditionnelle

Laboratoire principal - Référent principal Navier  -  CARE Sabine      tél. : +33 164153789

Directeur du laboratoire principal SULEM Jean  -

Spécialité de la thèse Mécanique des matériaux - Structures Génie Civil

Axe 2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures

Site principal Marne-la-Vallée

Etablissement d'inscription UNIVERSITE DE MARNE-LA-VALLEE

Ecole doctorale SCIENCES, INGENIERIE ET ENVIRONNEMENT (SIE)

Directeur de thèse prévu CARE Sabine  -  Université Gustave Eiffel  -  Navier

Type de financement prévu Contrat doctoral  - Université Gustave Eiffel

Résumé

Résumé :
L’objectif de ce projet de thèse est de préciser le comportement structural de bâtiments construits en bois selon des techniques traditionnelles et se réapproprier une partie du savoir-faire traditionnel. Ce travail permettra de lever des verrous dans le cadre de rénovations de structures du patrimoine, mais aussi à termes de proposer des solutions pour la construction neuve pour diminuer l’empreinte carbone. Ce travail comprendra des expérimentations visant à expliquer les désordres potentiels au niveau des structures et des modélisations prédictives qui prennent en compte les phénomènes mécaniques et physico-chimiques en jeu (séchage, vieillissement) qui auront été identifiés.

Contexte :
Ce projet de thèse fait suite au projet « BâtiBoisVert » [2] entre le laboratoire Navier (équipe MSA) et le laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH) ; projet financé par Paris-Est Sup en 2022-2023 et pourrait s’appuyer sur les expertises menées par un consortium de laboratoires en France dans le cadre d’une convention avec l’Etablissement public chargé de la conservation et la restauration de la cathédrale Notre-Dame de Paris NDP (analyse des DCE, suivi structural après reconstruction à préciser). De manière plus générale, le(la) doctorant(e) pourra s’appuyer sur des travaux antérieurs menés dans l’équipe MSA du laboratoire Navier (thèses de Leila Rostom [3], Nihal Ghanem [4], Hussein Daher [5]) et sur des retours d’expérience sur des structures reconstruites en bois vert dans le cadre de collaborations existantes (eg. reproduction à l’échelle 1/3 de la halle de Villeréal réalisée par le LRMH et le laboratoire I2M, reproduction d’une travée de NDP à l’échelle 1 par le laboratoire I2M). Des travaux ont eu lieu aussi récemment avec un charpentier qui construit selon des méthodes traditionnelles en bois vert qui ont permis de préciser les attentes de la profession quant aux questions de tenue dans le temps de telles charpentes et de réaliser des mesures en atelier sur le suivi de l’humidité des poutres avant la mise en œuvre.

Programme de la thèse :
Les travaux menés dans le cadre du projet « BâtiBoisVert » ont montré que l’échelle pertinente d’analyse [2] pour évaluer le comportement hygromécanique de bois de construction était celle des poutres avec des mesures en 2 dimensions dans les sections (par exemple 20x20cm2). Dans ce sens et avec les protocoles originaux qui ont été établis et les premiers résultats obtenus, de nouvelles expérimentations seront réalisées avec des sections de poutres variables et dans des conditions hydriques différentes (dans le sens des classes de service de l’Eurocode 5) et si possible au niveau d’assemblages. Ces expérimentations seront aussi discutées par rapport au comportement hygromécanique de bois moderne (donc séché artificiellement) et de bois historique (eg. vestige de poutres de NDP ou autres bois historiques). L’ensemble de ces travaux expérimentaux permettront ensuite d’envisager des modélisations hygromécaniques pour expliquer les phénomènes observés (fissurations, dommages au niveau des assemblages).

Profil du candidat :
Niveau Master 2 ou PFE, avec des compétences en mécanique des matériaux et/ou en sciences des matériaux. Goût très prononcé pour les expérimentations avec des compétences en modélisation par éléments finis.

Références :
[1] Thibaut B., Caré S., Maurin E. (2022) Oak beams in medieval frameworks: Constraints and advantages for restoration. Journal of Cultural Heritage, 56, 108-117.
[2] Caré S., Maurin E. Projet BâtiBoisVert : Construction en bois « vert », Analyse multi-échelle du séchage sur la tenue des structures. Bilan des projets amorçages 2021 de Paris-Est Sup, 26 septembre 2023.
[3] Leila Rostom, https://theses.hal.science/tel-03545434
[4] Nihal Ghanem, https://pastel.hal.science/tel-03968106
[5] Hussein Daher, https://www.theses.fr/s344615

Mots-clefs: Construction en bois, séchage, vieillissement, assemblages

Laboratoire principal - Référent principal	Navier - CARE Sabine tél. : +33 164153789
Directeur du laboratoire principal	SULEM Jean -
Spécialité de la thèse	Mécanique des matériaux - Structures Génie Civil
Axe	2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures
Site principal	Marne-la-Vallée
Etablissement d'inscription	UNIVERSITE DE MARNE-LA-VALLEE
Ecole doctorale	SCIENCES, INGENIERIE ET ENVIRONNEMENT (SIE)
Directeur de thèse prévu	CARE Sabine - Université Gustave Eiffel - Navier
Type de financement prévu	Contrat doctoral - Université Gustave Eiffel
Résumé Résumé : L’objectif de ce projet de thèse est de préciser le comportement structural de bâtiments construits en bois selon des techniques traditionnelles et se réapproprier une partie du savoir-faire traditionnel. Ce travail permettra de lever des verrous dans le cadre de rénovations de structures du patrimoine, mais aussi à termes de proposer des solutions pour la construction neuve pour diminuer l’empreinte carbone. Ce travail comprendra des expérimentations visant à expliquer les désordres potentiels au niveau des structures et des modélisations prédictives qui prennent en compte les phénomènes mécaniques et physico-chimiques en jeu (séchage, vieillissement) qui auront été identifiés. Contexte : Ce projet de thèse fait suite au projet « BâtiBoisVert » [2] entre le laboratoire Navier (équipe MSA) et le laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH) ; projet financé par Paris-Est Sup en 2022-2023 et pourrait s’appuyer sur les expertises menées par un consortium de laboratoires en France dans le cadre d’une convention avec l’Etablissement public chargé de la conservation et la restauration de la cathédrale Notre-Dame de Paris NDP (analyse des DCE, suivi structural après reconstruction à préciser). De manière plus générale, le(la) doctorant(e) pourra s’appuyer sur des travaux antérieurs menés dans l’équipe MSA du laboratoire Navier (thèses de Leila Rostom [3], Nihal Ghanem [4], Hussein Daher [5]) et sur des retours d’expérience sur des structures reconstruites en bois vert dans le cadre de collaborations existantes (eg. reproduction à l’échelle 1/3 de la halle de Villeréal réalisée par le LRMH et le laboratoire I2M, reproduction d’une travée de NDP à l’échelle 1 par le laboratoire I2M). Des travaux ont eu lieu aussi récemment avec un charpentier qui construit selon des méthodes traditionnelles en bois vert qui ont permis de préciser les attentes de la profession quant aux questions de tenue dans le temps de telles charpentes et de réaliser des mesures en atelier sur le suivi de l’humidité des poutres avant la mise en œuvre. Programme de la thèse : Les travaux menés dans le cadre du projet « BâtiBoisVert » ont montré que l’échelle pertinente d’analyse [2] pour évaluer le comportement hygromécanique de bois de construction était celle des poutres avec des mesures en 2 dimensions dans les sections (par exemple 20x20cm2). Dans ce sens et avec les protocoles originaux qui ont été établis et les premiers résultats obtenus, de nouvelles expérimentations seront réalisées avec des sections de poutres variables et dans des conditions hydriques différentes (dans le sens des classes de service de l’Eurocode 5) et si possible au niveau d’assemblages. Ces expérimentations seront aussi discutées par rapport au comportement hygromécanique de bois moderne (donc séché artificiellement) et de bois historique (eg. vestige de poutres de NDP ou autres bois historiques). L’ensemble de ces travaux expérimentaux permettront ensuite d’envisager des modélisations hygromécaniques pour expliquer les phénomènes observés (fissurations, dommages au niveau des assemblages). Profil du candidat : Niveau Master 2 ou PFE, avec des compétences en mécanique des matériaux et/ou en sciences des matériaux. Goût très prononcé pour les expérimentations avec des compétences en modélisation par éléments finis. Références : [1] Thibaut B., Caré S., Maurin E. (2022) Oak beams in medieval frameworks: Constraints and advantages for restoration. Journal of Cultural Heritage, 56, 108-117. [2] Caré S., Maurin E. Projet BâtiBoisVert : Construction en bois « vert », Analyse multi-échelle du séchage sur la tenue des structures. Bilan des projets amorçages 2021 de Paris-Est Sup, 26 septembre 2023. [3] Leila Rostom, https://theses.hal.science/tel-03545434 [4] Nihal Ghanem, https://pastel.hal.science/tel-03968106 [5] Hussein Daher, https://www.theses.fr/s344615
Mots-clefs:	Construction en bois, séchage, vieillissement, assemblages

Liste des sujets

N'oubliez pas de contacter préalablement le référent ou le Directeur du laboratoire