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FONDS COMMUNS DE COOPERATION
AQUITAINE / EUSKADI 2005
EGURBERRIA
RAPPORT FINAL Anglet, le 26 Septembre 2006
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 2/126
Sommaire
1. INTRODUCTION......................................................................................... 3
1.1. Titre du projet .................................... ............................................................................. 3
1.2. Objectifs du projet................................ .......................................................................... 3
1.3. Contexte ........................................... ............................................................................... 3
1.4. Conduite du projet ................................. ........................................................................ 3
1.5. Programme du projet ................................ ..................................................................... 3
2. ETAT DE L'ART ...................................... ................................................... 3
Chapitre 1 : INTRODUCTION.......................... ............................................................................ 3
Chapitre 2 : CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES RENFORT S EN MATÉRIAUX COMPOSITES............................................................................................................................... 3
Chapitre 3 : APPLICATIONS DE LA TECHNIQUE DE RENFOR T PAR COMPOSITES .......... 3 1. Interventions sur appuis de poutres. ................................................................................ 3 2. Interventions sur des pièces soumises à de la fl exion ................................................... 3
Chapitre 4 : RENFORTS TRADITIONNELS ................ ............................................................... 3 1. Interventions sur appuis de poutres ................................................................................. 3 2. Pièces soumises à flexion : ............................................................................................... 3
Chapitre 5 : LES ESSENCES DE BOIS UTILISÉES POUR LA CONSTRUCTION EN AQUITAINE.......................................... ......................................................................................... 3
1. Introduction ......................................................................................................................... 3 2. Les bois les plus couramment utilisés pour la co nstruction en Aquitaine .................. 3
Chapitre 6 : NORMALISATION ......................... .......................................................................... 3 1. Normes françaises et internationales ............................................................................... 3 2. DTU et Eurocode 5 .............................................................................................................. 3
Chapitre 7 : BIBLIOGRAPHIE ......................... ............................................................................ 3 1. Construction Bois ............................................................................................................... 3 2. Barres de fibres ................................................................................................................... 3 3. Renforts structures ............................................................................................................. 3
Chapitre 8 : COMPLÉMENTS........................... ........................................................................... 3 1. Exemples d’entreprises spécialistes dans les com posites pour renforts de structure bois ........................................................................................................................................... 3 2. Fournisseurs de résine ...................................................................................................... 3 3. Fournisseur de barres de fibres de verre ......................................................................... 3 4. Centres spécialisés dans les études du bois .................................................................. 3 5. Les sites Internet intéressants .......................................................................................... 3
3. TECHNOLOGIE DE RENFORT CHOISIE.................................................. 3
3.1. Choix de la technologie ....................... ................................................................................ 3
3.2. Matériaux utilisés pour le renfort en about de poutre............................................ .......... 3
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 3/126
3.2.1. Résine et mortier époxy ............................................................................................... 3 3.2.2. Barres de fibres de verre .............................................................................................. 3
4. POSSIBLES FREINS ET BLOCAGES A L'APPLICATION DE LA TECHNOLOGIE COMPOSITE SUR LES ABOUTS DE POUTRES.... .............. 3
4.1. Propriété intellectuelle...................... ................................................................................... 3
4.2. Tenue au feu .................................. ....................................................................................... 3
4.3. Esthétique .................................... ......................................................................................... 3
5. ESSAIS EN LABORATOIRE.............................. ........................................ 3
5.1. Les phénomènes et modes de rupture ............ .................................................................. 3
5.2. Essais sur matériaux et poutres............... .......................................................................... 3 5.2.1. Essai 1 : Résistance des barres en traction pure ...................................................... 3 5.2.2. Essai 2: Pull-out ............................................................................................................ 3 5.2.3. Essai 3: Résistance à effort tranchant de l' union bois - mortier époxy .................. 3 5.2.4. Resistance à flexo-traction et compression d u mortier époxy ................................ 3
5.3. Essais sur poutres réelles:................... ............................................................................... 3 5.3.1. Préparation : ........................................................................................................... 3 5.3.2. Estimation des charges de rupture : ................................................................... 3 5.3.3. Disposition de l’essai : .......................................................................................... 3 5.3.4. Résultats et commentaires : ................................................................................. 3 5.3.5. Essai du renfort à effort tranchant : .................................................................... 3
6. CONDITIONS DE MISE EN ŒUVRE.......................................................... 3
7. CHANTIER PILOTE.................................... ................................................ 3
7.1. Brève présentation du chantier ................ .......................................................................... 3
7.2. Présentation de la zone d'intervention ........ ...................................................................... 3
8. DIFFUSION DU PROJET ........................................................................... 3
9. CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES DE SUITE .. ................ 3
9.1. Conclusions générales : apports du projet EGUR BERRIA............................................ . 3
9.2. Perspectives de suite au projet ............... ........................................................................... 3
10. DIVERS........................................................................................................ 3
10.1. Réunions ..................................... ........................................................................................ 3
10.2. Documents produits ........................... ............................................................................... 3
1. Introduction 1.1. Titre du projet
EGUR BERRIA
1.2. Objectifs du projet Le projet EGUR BERRIA a pour but de
contribuer à la sauvegarde du patrimoine
architectural en cours de restauration en
Aquitaine et Euskadi par la conservation des
bois anciens.
Il participera ainsi à l’élévation du niveau
technologique des entreprises de restauration,
dans un domaine porteur d’emploi.
L’objectif du projet est donc d’étudier dans quelle mesure l’utilisation de
technologies nouvelles, notamment liées aux composites, permettra de
sauvegarder tout ou partie des bois anciens tout en assurant les fonctions
mécaniques attribuées au bois originellement. Un des objectifs est bien entendu
que la mise en place d’un nouveau procédé soit neutre au plan esthétique.
Pour ce faire, le projet EGUR BERRIA permettra
d'obtenir les données nécessaires (calculs, matériaux,
mise en œuvre, coût…) à la diffusion et à l'application
de technologies de renforts in-situ par composites
époxy et barres de fibres de verre.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 5/126
1.3. Contexte
Aquitaine et Euskadi possèdent un patrimoine architectural de premier plan.
De grands chantiers de rénovation sont en cours ou prévus, notamment dans
les centres historiques des cités.
Les travaux de rénovation touchent des ouvrages, notamment, qui à partir du
15ème siècle, ont largement utilisé les structures bois, soit comme support
structurel, soit comme élément décoratif, et bien entendu au niveau
fonctionnel, au niveau des ouvertures par exemple.
Les structures bois anciens sont souvent dégradées et ne peuvent plus assurer
leur fonction originelle.
Aujourd’hui, ces structures sont déconstruites et remplacées par des systèmes
constructifs récents. De fait, il y a donc une perte patrimoniale non négligeable
(voir lettres Architecte des Bâtiments de France et Association des Architectes
du Patrimoine en 3.d).
Toute ouverture permettant la démocratisation de cette technologie, s’avèrerait
très utile pour les collectivités et les PME artisanales du secteur de la
restauration.
Cependant, les entreprises nationales mettant déjà en œuvre les renforts
composites in-situ ne diffusent pas les données nécessaires à leur application
et bloquent de ce fait la diffusion de cette technologie.
Les entreprises régionales, pourtant conscientes de l'intérêt de l'emploi de ces
technologies nouvelles pour notre patrimoine, hésitent encore à utiliser les
renforts composites in-situ par manque d'informations, de garanties…
Le projet EGUR BERRIA a été pensé pour lever les blocages, interrogations
autour de ces méthodes de réparation et permettra donc aux entreprises de la
région de proposer des technologies de restauration alternatives, innovantes et
respectant notre patrimoine.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 6/126
Impact du projet
Le projet à son terme permettra :
� De contribuer à une meilleure préservation du patrimoine
architectural des deux régions.
� D’apporter aux entreprises du bâtiment intervenant dans les
chantiers de rénovation des outils et méthodes liées aux
technologies avancées des matériaux.
� De contribuer ainsi au maintien et au développement de l’emploi
dans ce secteur constitué de PME.
� De contribuer à une approche de développement durable dans les
travaux de restauration
� De développer les compétences et l’expertise de centres
technologiques dans des domaines où les transferts de technologie
vis à vis des entreprises du secteur sont largement à développer.
� De rapprocher la communauté des deux régions des professionnels
de la restauration, qui sont au coeur des besoins du secteur, de
centres technologiques qui peuvent apporter leurs connaissances
liées à de nouveaux process.
1.4. Conduite du projet
Le coordinateur du projet est le centre technologique NOBATEK pour la partie
Aquitaine du projet et le Centre Technologique LABEIN pour la partie
EUSKADI.
La conduite du projet s'est faite sous le contrôle d’un comité de pilotage qui a
participé à la validation des phases clefs du projet lors des réunions de pilotage.
Le comité de pilotage est constitué des professionnels du secteur de la
réhabilitation, impliqués dans ce domaine, en particulier l’Architecte des
Bâtiments de France Mme Anne MANGIN PAYEN et de Mr Denis
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 7/126
BOULANGER de l’Association des Architectes du Patrimoine, et d’entreprises
de restauration espagnoles et françaises.
Ainsi :
� Partenaires Aquitaine:
Nom Rôle
Mr Tortos- Mr Laclau
Centre Technologique NOBATEK Coordinateur
Mr Blanc - Mr Lapoirière
(Conseil Régional d'Aquitaine)
Aides de
financement et
membres du comité
de pilotage
Mme Anne Mangin Payen
(Architecte des Bâtiments de
France)
Membre du comité
de pilotage
Mr Denis Boulanger
(Architecte du Patrimoine)
Membre du comité
de pilotage
Mr Cruchon - Mr Lapègue
(Urbanisme de Bayonne- Boutique
du Patrimoine)
Membres du comité
de pilotage
Mr Darrieumerlou
(Entreprise DARRIEUMERLOU) Participant
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 8/126
� Partenaires Euskadi :
Nom Rôle
Mme Garay- Mr San Jose- Mr
Garcia
Centre Technologique LABEIN
Coordinateur
Mr Hueso
Gouvernement Basque
Aide de financement et
membre du comité de
pilotage
Mr Josu Urriolabeitia
Entreprise SURBISA
Membre du comité de
pilotage
Mr Bizkarra
Entreprise TXOPEBENTA
AZTAZALDI
Membre du comité de
pilotage
Diputacion Foral de Bizkaia Participant
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 9/126
1.5. Programme du projet
1.5.1. Organigramme :
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 10/126
1.5.2. Le programme de travail comprend 4 grandes p hases : Phase 1 : Englobe les étapes 1, 2, 3, 4 : études préalables permettant de caractériser le
problème spécifique aux bois anciens de la Région Aquitaine-Euskadi et
parallèlement recensement des technologies de renfort disponibles au niveau
mondial.
Adéquation entre les deux et choix d’un axe de solutions spécifiques
Phase 2 : Validation des hypothèses formulées en phase 1, à travers des outils de
modélisation pour analyse du comportement structurel complétée par des
essais en laboratoires:
- Essais sur matériaux et comportements
- Essais sur poutres réelles.
Phase 3 : Essais en grandeur nature sur chantier pilote et analyse des résultats Phase 4 : Conclusion et communication des résultats 1.5.3. Planning du projet :
2005 2006 Etapes Trim. 3 Trim. 4 Trim. 1 Trim. 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 11/126
2. Etat de l'art Chapitre 1 : INTRODUCTION Durant des siècles, le bois a été, joint à la pierre et aux mortiers, le matériau le
plus utilisé dans la construction d’ouvrages de tous types. On remarque ainsi
une forte présence des structures en bois dans notre patrimoine immobilier
actuel, tant dans les centres historiques que dans leurs extensions et les
villages de la fin de 19ème siècle.
Ces constructions en bois montrent, dans la plupart des cas, un important
niveau de détérioration qui exige la réparation et le renfort des structures.
Les changements d’utilisation entraînant des augmentations de sollicitations
impliquent aussi le plus souvent la mise en place de renforts.
Le tableau ci-dessous, donne une liste des types de dégradations du bois :
Types de dégradations Causes
Champignons lignivores, agents de pourriture
Insectes de la famille des Coléoptères (larvaires)
Insectes de la famille des Hyménoptères (dis à larves Xylophages)
Dégradations biotiques*
Insectes de la famille des Isoptères (Termites)
Agents atmosphériques et météorologiques
Produits chimiques Dégradations abiotiques
Feu
Section insuffisante
Déformations excessives et ruptures à long terme
Ruptures sur des pièces dues à des défauts localisés
Poussardage insuffisant
Dégradations structurelles
Liaisons défectueuses
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 12/126
*Les dégradations biotiques génèrent des problèmes mécaniques provoquant
des dégradations structurelles.
La tendance actuelle est plutôt dans la conservation des structures anciennes
en bois des bâtiments à restaurer. Elles sont en effet une partie de notre
patrimoine historique et ont une valeur culturelle, esthétique indiscutable. Les
mentalités ont changé à ce niveau là. En effet, il y a encore quelques années, la
méconnaissance du bois et de ses pathologies faisait que dans la plupart des
cas, les restaurateurs remplaçaient les structures en bois par d’autres
structures en bois « neuf », en béton ou en métal.
Les trois types d’interventions pour la réparation des dégradations structurelles sont :
1. Substitution des pièces 2. Consolidation dont l’objectif est la récupération de la capacité portante
originale
3. Renfort augmentant la capacité portante de la pièce et/ou limitant la
déformation de la structure.
En ce qui concerne la consolidation et le renfort de structures en bois, nous
assistons à l’utilisation de plus en plus fréquente d’une technique de renfort par
composites. Elle est en effet basée sur l’utilisation de matériaux composés
d’une matrice polymère renforcée avec des fibres de verre ou carbone dans
des résines époxydes.
Le présent document décrit cette technologie et énumère ses différentes
applications.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 13/126
Principes de conservation des ossatures historiques en bois
(ICOMOS 1999)
Le but de ce chapitre est de définir des
principes et des pratiques fondamentales et
universellement applicables pour la protection et la conservation des structures
historiques en bois qui respectent leur signification culturelle. Par structures
historiques en bois, on entend ici tous types de bâtiments ou de constructions
faites entièrement ou partiellement en bois, et qui ont une signification culturelle
ou font partie d'un site historique.
Pour la conservation de ces édifices, les principes :
• reconnaissant l'importance des structures en bois de toutes les époques dans
le patrimoine culturel mondial ;
• considérant la grande variété des structures en bois dans le monde ;
• considérant la diversité des essences et des qualités de bois utilisées pour les
construire
• reconnaissant la vulnérabilité des structures construites entièrement ou
partiellement en bois, en raison de la détérioration et de la dégradation des
matériaux exposés à des conditions environnementales ou climatiques variées,
et due aux variations du degré d'humidité, à la lumière, aux champignons, aux
insectes, à l'usure, aux incendies et autres sinistres ;
• reconnaissant que la raréfaction des structures historiques en bois est due à
leur vulnérabilité, à leur mauvais usage et à la disparition des savoir-faire reliés
aux techniques de design et de construction traditionnelles ;
• considérant la grande diversité des mesures et des traitements requis pour la
préservation et la conservation de ces ressources historiques ;
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 14/126
• prenant note des principes de la Charte de Venise et de la Charte de Burra
ainsi que de la doctrine de l'UNESCO et de l'ICOMOS, et cherchant à appliquer
ces principes généraux à la protection et à la préservation des structures en
bois ;
Énoncent les recommandations suivantes :
Inspection, relevés et documentation
1. Avant toute intervention, l'état de la structure et de ses éléments devra être
soigneusement documenté, de même que tous les matériaux utilisés pour les
traitements. Toute documentation pertinente, y compris échantillons
caractéristiques de matériaux superflus ou d'éléments enlevés à la structure,
ainsi que toute information concernant les techniques et savoir-faire
traditionnels, devront être collectées, cataloguées. La documentation devra
également inclure les raisons spécifiques du choix des matériaux et des
méthodes utilisées pour les travaux de conservation.
2. Un diagnostic exhaustif des conditions et des causes de détérioration et de
défaillance des structures de bois devra précéder toute intervention. Ce
diagnostic devra s'appuyer sur des preuves tangibles, sur une inspection et une
analyse de l'état physique et, si nécessaire, sur des mesures et des tests non
destructifs. Ceci ne devrait pas empêcher les interventions mineures
nécessaires, ni les mesures d'urgence.
Surveillance et entretien
3. Une stratégie cohérente de surveillance continue et d'entretien régulier est
d'importance cruciale pour la conservation des structures historiques de bois
ainsi que pour la préservation de leur signification culturelle.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 15/126
Interventions
4. Le but premier de la préservation et de la conservation est de maintenir
l'authenticité historique et l'intégrité du patrimoine culturel. Toute intervention
devra donc être basée sur des études et des évaluations adéquates. Les
problèmes devront être résolus en fonction des conditions et des besoins
présents, tout en respectant les valeurs esthétiques et historiques ainsi que
l'intégrité physique de la structure ou du site.
5. Toute intervention proposée devra favoriser :
a) l'utilisation de méthodes maîtrisées;
b) être techniquement réversible, si possible ; ou,
c) au moins, ne pas entraver ou empêcher d'effectuer des travaux de
conservation s'ils s'avéraient nécessaires dans le futur ; et,
d) ne pas empêcher l'accès futur aux informations incorporées dans la
structure.
6. On recherchera avant tout à toucher le moins possible au tissu historique des
structures en bois. Dans certains cas, l'intervention minimum visant à assurer la
préservation et conservation de ces structures en bois pourra signifier leur
démontage, complet ou partiel, et leur remontage subséquent, afin de permettre
d'effectuer les réparations qui s'imposent.
Cependant, on cherchera le plus souvent les réparations in-situ dans le but
d’affecter le moins possible la structure existante et conserver son authenticité.
7. Lors d'interventions, la structure de bois devra être considérée comme un
tout ; tous les matériaux, y compris pièces d'ossature, planchers, murs,
cloisons, éléments de toiture, portes et fenêtres, etc., devront recevoir la même
attention. En principe, il faudra conserver le maximum de matériaux existants.
8. Le but de la restauration est de conserver la structure historique ainsi que sa
fonction portante, et d'en révéler la valeur culturelle en améliorant la lisibilité de
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 16/126
son intégrité historique, de ses stades antérieurs et de sa conception originale,
dans les limites des preuves matérielles historiques existantes.
Réparation et remplacement
9. Pour la réparation des structures historiques, on pourra utiliser des pièces de
bois de remplacement qui respectent les valeurs historique et esthétique en
présence, lorsque cela est nécessaire pour remplacer des éléments ou parties
d'éléments détériorés ou endommagés, ou pour les besoins de la restauration.
Les nouvelles pièces, ou parties de pièce, devront être des mêmes essences
de bois et de même qualité, ou, si nécessaire, de meilleure qualité que les
pièces qu'elles remplacent.
Le taux d'humidité et les autres caractéristiques physiques du bois de
remplacement devront être compatibles avec la structure existante.
10. Il faudra faire en sorte que les nouvelles pièces, ou parties de pièce, se
distinguent des anciennes. Il n'est pas souhaitable de copier l'usure ou la
déformation des éléments enlevés. On pourra employer des méthodes
traditionnelles appropriées ou des méthodes modernes éprouvées pour
atténuer la différence de couleur entre parties anciennes et parties neuves, en
veillant à ce que cela n'affecte ou n'endommage pas la surface de la pièce de
bois.
Matériaux et techniques de construction contemporai ns
11. Les matériaux contemporains comme les résines époxydes, et les
techniques modernes comme les renforts structurels en acier, devront être
choisis et utilisés seulement dans les cas ou la durabilité et le comportement
structurel des matériaux et des techniques de construction auront été prouvés
satisfaisants.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 17/126
(Le projet EGUR BERRIA, par ses essais et améliorations des renforts par
composites avec résines époxydes, va dans ce sens. Il formalisera plus
particulièrement ces procédés pour les essences de bois utilisées et pour les
types d’ossatures en EUSKADI et AQUITAINE)
12. Il faudra limiter et contrôler l'usage des produits chimiques, qui ne seront
utilisés que s'ils représentent un avantage certain, s'ils ne présentent aucun
risque pour le public et l'environnement, et que si leur efficacité à long terme a
été démontrée.
Formation
13. La régénération des valeurs relatives à la signification culturelle des
structures historiques en bois par le biais de programmes de formation est une
condition préalable à une politique de conservation et de développement
durable. La création et le développement de programmes de formation touchant
à la protection, à la sauvegarde et à la conservation des structures historiques
en bois est donc encouragée. Cette formation devra être basée sur un plan
stratégique qui intègre les besoins de production et de consommation durable,
et comporter des programmes de niveaux local, régional, national et
international. Ces programmes devront s'adresser à toutes les professions et
secteurs d'activité engagés dans ce genre de travail, en particulier aux
architectes, conservateurs, ingénieurs, artisans et gestionnaires de sites.
(Le projet EGUR BERRIA permettra de rédiger un guide de bonnes pratiques
pour l’emploi de renforts composites à base de mortiers époxy. Ce guide sera
destiné aux professionnels du secteur afin d’améliorer la mise en œuvre de ces
méthodes)
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 18/126
Chapitre 2 : CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES RENFORTS EN MATÉRIAUX COMPOSITES Ces procédés consistent habituellement en la mise en
place de matériaux composites types barres de fibres
de verre, noyés dans des formules époxy et à la
substitution des éléments de pièces dégradées par des
mortiers époxy.
De cette manière, il est possible de récupérer les résistances mécaniques des
pièces de bois dégradées et augmenter ainsi la capacité portante des
structures soumises à des exigences de résistance supplémentaires. Ces
apports de charges peuvent être dus par exemple à une modification
d’utilisation, de destination de l’ouvrage.
Actuellement, le champ d’application le plus courant de ces méthodes de
réparation par composites est la conservation de structures en bois d’intérêt ou
valeur historique, artistique et technologique. On peut cependant penser que
l’application des ces composites se diversifiera très vite à tous les types de
structures en bois (structures lamellé collées incluses) et que leur coût est
inférieur à celui des solutions de consolidation traditionnelles.
L’utilisation de cette technologie dans le béton est plus développée et l’on peut
trouver facilement de nombreux cas concrets. Dans le cas du bois, les
premières applications se firent en Europe il y a peine 30 ans à travers le
procédés BETA développé aux Pays Bas et breveté par le bureau d’études
BETA (procédé détaillé dans le prochain paragraphe). Dans ses premières
applications, la matrice en résine du matériau composite était renforcée par des
fibres de verre.
En Espagne, au début des années 80, ce procédé de renfort à base de fibres
de verre et de mortier époxy, fût utilisé avec succès pour la restauration
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 19/126
d’édifices anciens à caractère historique : l’institut Verdaguer à Barcelone, le
Palace Santa Cruz de Valladolid et l’ancienne Université de San Bernardo à
Madrid. Depuis, cette technique c’est démocratisée et est plus rependue. Elle
est en effet de plus en plus prise en compte pour des projets de restauration
d’ossatures bois plus communes et d’une valeur culturelle moins importante.
Les premiers essais d’application de renforts réalisés avec des résines
couplées à des fibres de carbone furent réalisés en 1987 en Suisse, et la
première application réelle pour la réparation d’un vieux pont de bois se fît en
1991.
Matériaux constitutifs du renfort :
1. Le Bois, constituant la structure dégradée et nécessitant une restauration
et un renfort
2. La Formulation Epoxy : elle se définit comme l’ensemble d’au moins une
résine époxy et d’un durcisseur auquel peuvent être ajoutés d’autres
composants appelés « charges » ; et ce, afin que le produit final soit le
plus adéquat à l’application de destination. Les formulations époxy
possèdent les caractéristiques suivantes :
• Forte adhérence aux divers matériaux
• Résistances mécaniques élevées et obtenues très rapidement
• Très faible retrait
Son principal avantage est le fait qu’elle offre la possibilité de remplir des
volumes sans présenter des problèmes de retrait. Elle possède aussi
une bonne adhérence avec quasi tous les matériaux, ce qui permet
l’utilisation de renforts de matériaux composites.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 20/126
Les résines époxy ne sont pas des matériaux nouveaux et sont déjà beaucoup
employées dans le secteur de la construction. Les projets de développement de
renforts, matériaux à base de résine époxy permettent d’améliorer chaque jour
leur efficacité pour les applications types réparations et renforts.
3. Matériaux de renfort : ce sont les éléments introduits dans le bois et
noyés dans la formulation époxy. Leur finalité est de réaliser la
connexion entre le mortier de résine et le bois sain mais aussi d’absorber
les efforts tranchants et sollicitations de traction.
Ses propriétés sont :
• Résistances mécaniques élevées
• Faible coefficient de dilatation
• Adhérence compatible avec la formulation époxy utilisée
• Facilité de coupe et maniabilité lors de son utilisation directe sur
chantier.
Selon la solution choisie, c’est éléments de renfort peuvent être utilisés
sous forme de barres de petite section ou sous forme de lames de
section rectangulaire.
Le matériau de renfort est un matériau composite constitué d’une matrice de
résine synthétique (résine époxy ou polyester) et d’un renfort de fibres de
carbone ou de verre renforcée par du polyester.
Les charges sont en général des granulats libres, de substances inorganiques
et de granulométrie suivante : Sable: 0.3 à 0.6 mm
Les bonnes propriétés mécaniques des mortiers époxy permettent maintenant
le remplacement des charges de sables par des copeaux de bois. Ces charges
permettent une meilleure ressemblance du renfort composite avec la poutre
bois à restaurer mais diminuent dans de fortes proportions les résistances
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 21/126
mécaniques du renfort. Elles posent aussi quelques fois des problèmes de
d'homogénéité du mélange résine-charges bois.
A titre de comparaison, ci-dessous un tableau présentant les caractéristiques
mécaniques des bois les plus couramment utilisés en Aquitaine ainsi que celles
d’un Mortier époxy type et des barres de fibres de verre:
Contraintes admissibles MPa
Contraintes de rupture MPa Caractéristiques
mécaniques Chêne D35 Pin C30
Mortier Epoxy
Barres de fibres de
verre Module d’élasticité 9 500 11 000 9 000 42 000 Résistance à la compression
11 10 80 500
Résistance à la traction
9.2 10.5 25 700
Résistance à la flexion 15.4 13.2 27 700 Résistance au cisaillement
1.5 1.3 10 40
Face aux méthodes traditionnelles, l’emploi de ce type de matériaux offre divers
avantages énoncés ci-dessous :
1. Pas de problèmes de corrosion
2. Facilité de travail
3. Possibilité de modifier leur composition afin d’atteindre les propriétés
voulues
4. Excellente adhérence entre la matrice et la résine époxy lorsqu’elles sont
compatibles.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 22/126
Chapitre 3 : APPLICATIONS DE LA TECHNIQUE DE RENFOR T PAR COMPOSITES
1. Interventions sur appuis de poutres.
La solution la plus représentative de l’application des résines époxy est la
substitution de la partie attaquée de la tête de poutre, par un mortier de
formulation époxy lié à la partie saine du bois par des ancrages. Ces ancrages
sont généralement des barres de matériaux composites (habituellement une
résine de polyester renforcée par des fibres de verre).
Le calcul des renforts par le système BETA est réalisé par la méthode
élastique. Les bureaux d’études spécialisés, développent des logiciels à usage
interne.
Système BETA :
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 23/126
Une autre solution moins courante est l’emploi de lames pour la consolidation
de pièces de bois :
2. Interventions sur des pièces soumises à de la fl exion
Récupération de poutres de plancher rompues localement, par consolidation
avec des lames de renforts introduites dans leur section :
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 24/126
Le type de renfort précédent peut aussi être réalisé avec des barres :
Renforts de « couture » réalisés avec des barres in clinées :
Dans les sections de grandes dimensions, l’apparition de grandes fentes
(conséquence du séchage du bois) est pratiquement inévitable. Celles-ci
tendent à diviser la section originale en deux pièces couplées. Les
conséquences de ce phénomène diminuent de manière importante la rigidité de
la poutre.
Pour renforcer ces pièces, on procède à la « couture » des fentes avec des
barres de renfort inclinées en matériau composite et sellées avec une formule
époxy.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 25/126
Les étapes de réalisation de ce type de renfort sont les mêmes que celles du
système « BETA ».
Renforts par maintien et coutures internes :
Une étude expérimentale réalisée en 1981 permit de vérifier l’efficacité des
renforts de pièces de bois par l’introduction d’une armature interne constituée
de barres de résine époxy renforcées par des fibres de verre ou de câbles en
acier. Ceux-ci forment un réseau de renfort triangulé collé au bois avec de la
résine époxy injectée.
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Reconstitution de la partie supérieure de la sectio n d’une poutre par un
mortier époxy :
Pour divers motifs, les poutres présentent des dégradations superficielles qui
diminuent considérablement la section résistante de l’élément. Dans ces cas là,
on récupère la section originale par sa reconstruction avec un mortier époxy
convenablement lié au bois sain avec des barres de polyester renforcées avec
des fibres de verre.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 27/126
Augmentation de la section de la poutre par des piè ces en bois liées par
des matériaux composites collés :
Ce procédé s’utilise quand la section de l’élément est insuffisante pour
supporter les charges appliquées. Les lames ou barres en matériaux
composites fibroplastiques agiront comme des connecteurs entre les deux
pièces de bois. Ces renforts composites resteront collées aux pièces en bois
par une formulation époxy qui remplira toutes les irrégularités de la superficie
du bois.
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Renfort avec des armatures longitudinales en résine renforcées avec des
fibres de carbone :
Ce système utilise comme matériau de renfort, une lame composite fabriquée
avec des fibres de carbone et une matrice de résine époxy. Ce matériau a un
module d’élasticité et une résistance à la traction élevés. Le composite est
placé dans la partie inférieure de la section, où ont été préalablement réalisées
des rainures qui aideront à l’adhérence de l’ensemble. Le composite de fibres
de carbone est en effet collé par un adhésif époxy.
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Chapitre 4 : RENFORTS TRADITIONNELS Le problème de conservation du patrimoine et des structures historiques en
bois n’est pas récent. Ainsi les ossatures bois ont toujours été renforcées par
des méthodes simples, le plus souvent par ajout de pièces de bois ou de métal
à celles dégradées.
1. Interventions sur appuis de poutres
• Par mise en place d’un corbeau. Cette pièce peut être en bois ou en
métal.
• Quand la poutre n’appui par directement sur la tête de poteau, Une
bavette métallique peut être utilisée.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 30/126
• Ajout de profilés métalliques substituant la partie de bois dégradée :
• Remplacement de la pièce de bois dégradée :
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• Réalisation d'un renfort en sous face par la mise en place d’une structure
de renfort :
2. Pièces soumises à flexion :
• Lorsque qu’une poutre est défaillante et qu’il a été émis le désir de la
conserver, on peut procéder à la mise en place d’une nouvelle poutre
métallique jointe à l'ancienne ne jouant plus son rôle porteur. Les
charges seront transmises à la poutre de renfort, soulageant ainsi la
poutre dégradée en bois. Exemple :
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 32/126
• La technique la plus couramment utilisée pour réparer une poutre
fissurée dans sa section résistante est le renfort par ajout de matière
directement fixée à la poutre affaiblie.
Ces rajouts peuvent être constitués de plaques de métal de part et
d’autre de la poutre et liées entre elles par boulonnage :
Ils peuvent aussi être réalisés en bois.
Cette technique est plus esthétique mais
demande des sections plus importantes et
des pièces faites dans un bois résistant :
• Dans le même esprit que les méthodes précédemment citées, la poutre
peut être renforcée par un caisson en métal. La plaque inférieure du
caisson ajoute de l’inertie à l’ensemble et augmente sa résistance à la
flexion:
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• Par plaques d’acier fixées en partie basse.
• Système par clouage de nouvelles pièces de bois. Plus utilisé en cas
d’addition de charges.
• Ajout de « pattes » permettant de diminuer la portée de la poutre et donc
de diminuer les efforts de flexion à reprendre par la poutre elle-même.
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• Renfort par tirants métalliques apportant de la compression dans la
poutre. Inconvénient : difficultés d’ancrage des sabots d’extrémités et quelques fois nécessité de démontage de la poutre.
• Renfort par réalisation d’une chape supérieure en béton armé en appui
sur les porteurs verticaux. Cette méthode, bien que paraissant apporter des charges supplémentaires, donne de la rigidité à l’ensemble.
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Chapitre 5 : LES ESSENCES DE BOIS UTILISÉES POUR LA CONSTRUCTION EN AQUITAINE
1. Introduction
1.1. Classement général des essences de bois de con struction
Classement structure
Les dimensions les plus courantes sont :
- Largeur : 15 à 200 mm
- Hauteur : 25 à 300 mm
- Longueur : jusqu’à 6 mètres
L’utilisation d’un bois en usage structurel est conditionnée à la connaissance de
ses propriétés mécaniques.
Ainsi le classement structure a pour but de proposer différentes classes où les
bois seront triés en lots homogènes de même résistance en vue d’optimiser leur
utilisation en construction.
Pour réaliser ce classement, deux méthodes existent :
• la méthode visuelle en observant les défauts et les singularités du bois,
selon la norme NF B 52-001, qui permet de trier en classes visuelles
• la méthode par machine en mesurant directement les propriétés
mécaniques du bois, selon la norme NF EN 519, qui permet de trier
automatiquement en classes mécaniques définies par la norme NF EN
338
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 36/126
Le tableau suivant indique la correspondance entre les classes mécaniques et
les classes visuelles, en fonction des essences :
Essences
Classe visuelle
selon NF B 52-001
Classe mécanique
Selon NF EN 338
ST-I C 30
ST-II C 24
Sapin, Epicéa, Pins,
Douglas, Peuplier ST-III C 18
1 D35 Chêne
2 D30
Le tableau suivant défini les classes de résistance mécaniques maximums
atteintes pour les principales essences de bois utilisées dans la construction :
Essence de bois Classes maxi.
Sapin - Epicéa - Mélèze C 30
Douglas - Peuplier C 24
Pins : sylvestre, maritime, noir, laricio C 30
Western Red Cedar C 18
Châtaignier D30
Robinier - Chêne D35
Ipé D 70
Bangkiraï, Azobé D 60
Moabi, Tatajouba, Doussié, Merbau D 50
Padouk, Makoré, Bilinga D 40
Iroko D 35
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Contraintes admissibles, des résineux et peupliers: en MPa
Classe C14 C16 C18 C22 C24 C27 C30 C35 C40
Propriétés de résistance en N/mm2
Flexion
Traction axiale
Traction perpendiculaire
Compression axiale
Compression perpendiculaire
Cisaillement
14
8
0,4
16
2
1,7
16
10
0,5
17
2,2
1,8
18
11
0,5
18
2,2
2
22
13
0,5
20
2,4
2,4
24
14
0,5
21
2,5
2,5
27
16
0,6
22
2,6
2,8
30
18
0,6
23
2,7
3
35
21
0,6
23
2,8
3,4
40
24
0,6
26
2,9
3,8
Contraintes admissibles, des feuillus:
Classe D30 D35 D40 D50 D60 D70
Propriétés de résistance en N/mm2
Flexion
Traction axiale
Traction perpendiculaire
Compression axiale
Compression perpendiculaire
Cisaillement
30
18
0,8
23
8
3
35
21
0,8
25
8,4
3,4
40
24
0,9
26
8,8
3,8
50
30
1
29
9,7
4,6
60
36
1,1
32
10,5
5,3
70
42
1,4
34
13,5
6
Classement d’aspect :
Pour les principales essences de bois utilisées en France, il existe des
classements d’aspects des bois en sortie de scierie (avivés, plots, etc).
Ces classements se font en observant les défauts et les singularités du bois :
• Nœuds : dimensions, quantité, qualité, localisation
• Entre écorce, Pente de fil
• Poches de résine (résineux)
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 38/126
• Discolorations, échauffures
• Piqûres d’insectes
• Flaches, Fentes
• Déformations
1.2. Durabilité et imprégnabilité des bois de const ruction
Bois résineux (EN 350-2)
Champignons lignivores Capricorne Vrillette Termite Imprégnabilité
Durabilité naturelle du bois parfait
Durabilité naturelle
de l'aubier
Durabilité naturelle
de l'aubier
Durabilité naturelle du bois parfait
du bois parfait de l'aubier
Douglas moyennement à faiblement
durable sensible sensible sensible
non imprégnable
moyennement à peu
imprégnable
Epicéa faiblement durable
sensible (1) sensible (1)
sensible peu à non imprégnable
peu imprégnable
Mélèze moyennement à faiblement
durable sensible sensible sensible
non imprégnable
moyennement imprégnable
Pin maritime
moyennement à faiblement
durable sensible sensible sensible
non imprégnable
imprégnable
Pin sylvestre
moyennement à faiblement
durable sensible sensible sensible
peu à non imprégnable
imprégnable
Pin noir et laricio
faiblement durable
sensible sensible sensible peu à non imprégnable
imprégnable
Sapin faiblement durable
sensible (1) sensible
(1) sensible
moyennement à peu
imprégnable
moyennement imprégnable
Western red cedar durable sensible sensible sensible peu à non
imprégnable peu
imprégnable (1) Pour ces essences, le bois parfait est sensible, comme l’aubier
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Feuillus Européens (EN 350-2)
Champignons lignivores Capricorne Vrillette Termite Imprégnabilité
Durabilité
naturelle du bois parfait
Durabilité naturelle
de l'aubier
Durabilité naturelle
de l'aubier
Durabilité naturelle du bois parfait
du bois parfait de l'aubier
Charme non durable sensible sensible imprégnable imprégnable
Châtaigner durable sensible sensible non
imprégnable moyennement imprégnable
Chêne durable sensible sensible non
imprégnable imprégnable
Erable non durable sensible sensible imprégnable imprégnable
Frêne non durable sensible sensible moyennement imprégnable
moyennement imprégnable
Hêtre non durable sensible sensible imprégnable imprégnable
Orme non durable sensible sensible peu
imprégnable imprégnable
Peuplier faiblement durable
Le capricorne n'attaque pas les feuillus
sensible sensible moyennement à
peu imprégnable
peu imprégnable
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2. Les bois les plus couramment utilisés pour la co nstruction
en Aquitaine
Le projet EGUR BERRIA, dans un souci de précisions et de résultats,
concernera plus particulièrement les essences de bois les plus utilisées pour la
construction en Aquitaine et Euskadi et faisant actuellement l’objet de
nombreuses restaurations.
2.1. Aquitaine :
Avant guerre, les ossatures bois des édifices en Aquitaine étaient dans leur
majorité réalisées en Chêne , bois résistant et noble.
En revanche, par la suite et principalement pour des raisons économiques les
structures bois de la région Aquitaine ont de plus en plus été réalisées avec du
Pin Sylvestre ou Sapin Epicéa plus abondants et moins chers dans tout leur
processus de transformation.
Le point 1 nous permettra de regrouper les informations intéressantes sur les
essences de bois les plus utilisées en Aquitaine.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 41/126
2.1.1. Le chêne
Description :
Famille Fagacées Espèces Pedunculata / Sessiflora Description du bois Aubier Bien distinct Grain Grossier Fil Droit Propriétés physiques Densité 675 Coef de retrait 15% Retrait tangentiel 9% Retrait Radial 5,5%
Stabilité de service Moyennement stable à peu stable
Propriétés mécaniques Contrainte admissible en compression 10.1 MPa
Contrainte admissible en compression perp 3.5 MPa
Contrainte admissible en traction 7.9 MPa
Contrainte admissible en traction perp 0.3 Mpa
Contrainte admissible en flexion 13.2 MPa
Contrainte de cisaillement 1.3 MPa Module d’Elasticité 9 000 MPa Durabilité naturelle Résistances aux champignons Classe 2 Durable
Résistance aux termites Classe M Moyennement durable
Remarque : Risques de corrosion du fer en milieu humide
Autres noms :
Gravelin, chêne mâle, chêne commun, chêne blanc, stiel-eiche…
Répartition géographique :
Présent dans toute l’Europe sauf sur certaines zones méditerranéennes
Description :
Bois parfait jaunâtre à brun clair, fonçant à la lumière. Aubier bien distinct plus
pâle. Présence d’une forte maillure caractéristique
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 42/126
Emplois :
Charpente, structure, placage, menuiserie, parqueterie, ébénisterie, bois de
feu…
2.1.2. Pin Sylvestre
Famille Résineux Espèces Pinacées Description du bois Aubier Grain Fin Fil Droit Propriétés physiques Densité 504 Coef de retrait 14 % Retrait tangentiel 8.5% Retrait Radial 5%
Stabilité de service Moyennement stable
Propriétés mécaniques Contrainte admissible en compression 10.5 MPa
Contrainte admissible en compression perp 2.5 MPa
Contrainte admissible en traction 8 MPa
Contrainte admissible en traction perp 0.2 Mpa
Contrainte admissible en flexion 13.2 MPa
Contrainte de cisaillement 1.3 MPa Module d’Elasticité 11 000 MPa Durabilité naturelle
Résistances aux champignons Classe 3-4 Moy à faible durable
Résistance aux termites Classe S Sensible Remarque : Nœuds durs parfois peu adhérents
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2.1.3. Sapin
Famille Résineux Espèces Pinacées Description du bois Aubier Non distinct Grain Fin Fil Droit Propriétés physiques Densité 428 Coef de retrait 14 % Retrait tangentiel 9% Retrait Radial 5%
Stabilité de service Moyennement stable
Propriétés mécaniques Contrainte admissible en compression 10.5 MPa
Contrainte admissible en compression perp 2.5 MPa
Contrainte admissible en traction 8 MPa
Contrainte admissible en traction perp 0.2 Mpa
Contrainte admissible en flexion 13.2 MPa
Contrainte de cisaillement 1.3 MPa Module d’Elasticité 11 000 MPa Durabilité naturelle Résistances aux champignons Classe 4 faiblement durable Résistance aux termites Classe S Sensible
Remarques :
- Bois fissile
- Nœuds durs parfois peu adhérents
Les différents essais du projet EGUR BERRIA seront réalisés sur des éléments
en chêne, En Aquitaine, le chêne a en effet été beaucoup plus employé que les
autres essences sur de monuments historiques et culturels. Cette valeur
historique pousse les restaurateurs à conserver le plus possible les structures
en ossature bois Chêne.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 44/126
Chapitre 6 : NORMALISATION 1. Normes françaises et internationales La liste suivante est non exhaustive et donne les normes en rapport avec le
bois dans les structures d'habitation.
A ce jour, aucune norme n'existe sur les renforts composites à base de résines
époxy et barres de fibres de verre ou carbone.
NF B 52-001 Règles d'utilisation du bois dans les constructions - Classement
visuel pour l'emploi en structure des principales essences résineuses et
feuillues (décembre 1998)
NF P 21-102 Eléments de mur en bois utilisés en structure - Spécifications
(août 1990).
NF P 21-110 Structures en bois - Notes de calcul - Information à fournir (mars
1991).
NF P 21-202 Règles d'utilisation du bois dans les constructions - Règles de
calcul - Exécution des assemblages (mars 1946).
NF P 21-203-1 Travaux de bâtiment - Charpente et escaliers en bois - (DTU
31.1) Partie 1 : Cahier des clauses techniques (mai 1993).
NF P 21-203-2 Travaux de bâtiment - Marchés privés - Charpente et (DTU
31.1) escaliers en bois - Partie 2 : Cahier des clauses spéciales (mai 1993).
NF P 21-204-1 Travaux de bâtiment - Construction de maisons et (DTU 31.2)
bâtiments à ossature en bois - Partie 1 : Cahier des clauses techniques (mai
1993).
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 45/126
NF P 21-204-2 Travaux de bâtiment - Marchés privés - Construction de (DTU
31.2) maisons et bâtiments à ossature en bois - Partie 2 : Cahier des clauses
spéciales (mai 1993).
NF EN 336 Bois de structure - Résineux et peuplier - Dimensions, (P 21-351)
écarts admissibles (mai 1995). (En révision)
NF EN 338 Bois de structure - Classes de résistance (mai 1995). (En révision)
(P 21-353) Structural timber- Strength classes (under revision).
NF EN 380 Structures en bois - Méthodes d'essais - Principes
(P 21-200) généraux d'essais par chargement statique (décembre
1993"(Confirmée Rés. 105).
NF EN 384 Bois de structure - Détermination des valeurs caractéristiques des
(P 21-358) propriétés mécaniques et de la masse volumique (mai 1995). (En
révision)
NF EN 408 Structures en bois - Bois massif et bois lamellé-collé -
Détermination (P 21-302) de certaines propriétés physiques et mécaniques
(mai 1995). (En révision)
NF EN 518 Bois de structure - Classement - Exigences pour les normes de (P
21-357) classement visuel de résistance (mai 1995). (En révision et à supprimer
: res 103).
NF EN 519 Bois de structure - Classement - Spécifications pour le bois classé
(P 21-359) par machine pour sa résistance et les machines à classer (mai
1995). (En révision et à supprimer : Res 103).
NF EN 594 Structures en bois-Méthodes d'essai - Essai de raideur et résistance
au (P 21-382) contreventement des murs à ossature en bois (février 1996).
(Confirmée : Res 103).
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 46/126
NF EN 596 Structures en bois - Méthodes d'essai - Essais de choc de corps
mou (P 21-374) sur murs à ossature en bois (mai 1995).
NF EN 789 Structures en bois - Méthodes d'essais - Détermination des
propriétés (P 21-304) mécaniques des panneaux à base de bois (mars 1996).
(A confirmer : Res 120).
NF EN 912 Organes d’assemblage pour le bois – Spécifications des
connecteurs (P 21-385) pour bois (novembre 1999).
NF EN 1193 Structures en bois - Bois de charpente et bois lamellé-collé (P 21-
301) Détermination des propriétés de la résistance au cisaillement et
mécaniques perpendiculaires aux fibres (mai 1998). (fondue dans EN 408 : Res
99).
NF EN 1195 Structures en bois - Méthodes d'essai - Comportement des
planchers (P 21-383) structuraux (mai 1998).
NF EN 1380 Structures en bois - Méthodes d'essai - Résistance des joints
cloués (P 21-375) (décembre 1999).
NF EN 1381 Structures en bois - Méthodes d'essai - Résistance des joints
agrafés (P 21-376) (décembre 1999).
NF EN 1382 Structures en bois - Méthodes d'essai - Résistance à
l'arrachement(P 21-377) d'éléments de fixation d'assemblage du bois
(décembre 1999).
NF EN 1383 Structures en bois - Méthodes d'essai - Résistance à
l'arrachement(P 21-378) d'éléments de fixation d'assemblage à travers le bois
(décembre 1999).
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NF EN 1912 Structures en bois - Classes de résistance - Affection des classes
(P 21-395) visuelles et des essences (septembre 1998)
XP ENV 1995-1.1 Eurocode 5 "Calcul des structures en bois" - Partie 1.1. :
Règles (P 21-711) générales et règles pour le bâtiment + DAN (août 1995).
NF EN 26891 Structures en bois - Assemblages réalisés avec des éléments de
(P 31-310) fixation -Principes généraux pour la détermination des
caractéristiques de résistance et de déformation (août 1991). (Confirmée : Res
103).
NF EN 28970 Structures en bois - Essai des assemblages réalisés par organes
(P 21-213) mécaniques - Exigences concernant la masse volumique du bois
(août 1991). Confirmée : Res 105).
2. DTU et Eurocode 5
Eurocode 5: Calcul des structure en bois
Règles CB71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
DTU 31.1 : Charpente et escaliers en bois CSTB,1985
DTU 31.2 : Construction de maisons et bâtiments à ossature en bois
CSTB,1989
DTU 36.1 : Menuiserie en bois CSTB,1984
DTU 51.3 : Planchers en bois et en panneaux dérivés du bois CSTB,1983
DTU Règles Bois Feu 88 CSTB,1988
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Chapitre 7 : BIBLIOGRAPHIE 1. Construction Bois -Le guide des essences bois :Editions CTBA Eyrolles 1997 Ref L128
-Construire en Bois : Editions PPUR 1994 Thomas Herzog, Michael Volz
-Construction à ossature bois : Editions CTBA Eyrolle
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-Pracht (K) Les systèmes constructifs en bois Éditions du Moniteur, 1981
-Daguzé (D)Conception des structures en bois lamellé-collé Eyrolles, 1992
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- Encyclopédie des métiers La charpente et la construction en bois - 10 volumes Association ouvrière des Compagnons du Devoir du Tour de France, 1977-1994
-Gasc-delporte Les charpentes bois Eyrolles
- Gauzin-Muller (D) Le bois dans la construction Éditions du Moniteur, 1990
- Institute für leichte Flägentragwerke (IL) Bambus - Bamboo Karl Krämer Verlag, 1992
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- Labarraque Les charpentes en bois Bailleres
- Lignum - Documentation bois Bases de dimensionnement : assemblages et moyens d'assemblages Lignum, 1988
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- Natterer (J) et al. Construire en bois, Tomes 1 et 2 Presses polytechniques romandes, 1988-1994
- PIROIS, SIA, Lignum Documentation technique des constructions de bois novatrices en Suisse Programme d'impulsion en faveur du bois, 1992 (français et allemand)
- Pracht (K) Les systèmes constructifs en bois Éditions du Moniteur, 1981
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- Brossy (V) Mixité et architecture Ministère de l'équipement, du logement et des transports, 1990
- CATED Construire en bois Editions du Moniteur
- CATED Les maisons à ossature bois : conception et mise en œuvre Éditions du Moniteur, 1985
- CTBA Constructions à ossature bois Centre technique du bois et de l'ameublement, 1995
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2. Barres de fibres
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Technology Report 3/2000, ISBN 1 90051026X, p11.
-Resin repairs to timber structures: Volume 2 – Design examples to Eurocode 5.
-TRADA Technology Report - Design examples R1-R3, ISBN 1 900510278.
Mays,G.C. & Hutchinson, A.R. 1988. Engineering property requirements for
structural adhesives. Proc. Instn. Civil Engineers. 85(2): 485-501
-Mays, G.C. & Hutchinson, A. R. 1992. Adhesives in civil engineering.
Cambridge UK:Cambridge University Press.
-Gilfillan, R. et al. 2001. Enhancement of the structural performance of glue
laminated,homegrown Sitka spruce, using carbon fibre-reinforced polymer. The
Structural Engineer, Vol 79, No 8: 23-28.
-Composite News. 1995. Glulams – market potential. Composites News
International: Infrastructure. Issue 30, August: 1-4. California, USA.
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-Tingley DA and Gai C.1998. FRP reinforced glulam performance: a case study
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Montreaux, Switzerland, 17-20 August, Vol2:177-181.
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Performance classification and code user selection guidance.
-Broughton, J.G. & Hutchinson, A.R. 2001c. Effect of timber moisture content on
bonded-in rods, Int. J. Adhesion and Adhesives, Vol 15, 17-25.
-Wheeler AS and Hutchinson AR. 1998. Resin repairs to timber structures. Int.
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-Bengtsson C, Johansson C-J, GIROD – Glued in rods for timber structures,
SMT4- CT97-2199, SP Report 2002:26.
-Anon. 1994. Environmental durability test procedures. Dti-MTS Project 3,
Report 1.
Clarke JL 1999. Guide to - The structural use of adhesives. Institution of
Structural Engineers (IstructE).
3. Renforts structures
- Bulletin bois . Chryso Résipoly
-Silva, V. – Reparação e Reforço de Estruturas de Edíficios – 1º Simposio
Nacional sobre Materiais e Tecnologias na Construção de Edíficios – Lisboa
1985
-ET.L.001 – “Especificação Técnica: Reabilitação de elementos estruturais de
Madeira por métodos pouco intrusivos”.
-Resin repairs to timber structures: Guidance and selection. TRADA
Technology Report 3/2000, ISBN 1 90051026X, p11.
-Resin repairs to timber structures: Volume 2 – Design examples to Eurocode 5.
TRADA Technology Report - Design examples R1-R3, ISBN 1 900510278.
Projet LICONS : LOW INTRUSION CONSERVATION SYSTEMS FOR TIMBER STRUCTURES Projet Européen mené par le Rotafix
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 52/126
Partenaires : Entreprises :
• Rotafix, Ltd., Reino Unido
• E.C.C. Timber Engineering, Ltd., Reino Unido
• AMTC, SRL França
• Stap, S.A., Portugal
• La Bottega del Restauro, SRL, Itália
Unidades de investigação:
• Oxford Brooks University, Departamento de Engenharia, Reino Unido
• Laboratoire de Rhéologie du Bois de Bordeuax, França
• LNEC, Portugal
• LegnoDOC, SRL, Itália
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 53/126
Chapitre 8 : COMPLÉMENTS
1. Exemples d’entreprises spécialistes dans les com posites
pour renforts de structure bois
• RENOFORS France
183 Boulevard Jean Mermoz
94550 Chevilly Larue
Tel : 01 49 73 20 07
Remarque : Dépose d’un brevet 81 14282 maintenant en domaine public
• BEPOX
10 av Réanur
92140 Clamart
Tel : 01 40 94 05 17
• TAC SA
Technopolis
17 Av du Parc
91380 Chilly Mazarin
Tel : 01 69 74 22 66
• CHARPENET
17 rue de l’artisanat
49130 St Gemmes sur Loire
Tél. : 02 41 74 17 41
• MBT France
10 rue de Cévennes
91100 Evry
Tél. : 01 69 47 50 00
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 54/126
• PITANCE
133 Rue Bataille
69008 Lyon
Tél. : 04 72 78 10 40
• ABT Bois
24 Av Général Foy
49100 Angers
Tél. : 02 41 18 59 56
2. Fournisseurs de résine
ZI 17 Rue de la Marine
94290 Villeneuve Le Roi
Tél. : 01 49 61 61 71
Fax : 01 49 61 62 51
Mail : [email protected]
Page internet : www.resipoly.fr
Basters, 15
08184 PALAU-SOLITÀ I PLEGAMANS
(Barcelona)
Tel. 93 862 00 00 - Fax 93 862 00 20
www.bettor-mbt.es
e-mail: [email protected]
ZAC Charles de Gaulle
11-13 Rue Henri Farman
93297 TREMBLAY EN France
Tél: 01 41 51 11 83- Fax: 01 41 51 11 85
Page Internet: www.technichem.fr
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 55/126
3. Fournisseur de barres de fibres de verre
4. Centres spécialisés dans les études du bois
• CTBA Bordeaux
BP 227
33028 Bordeaux Cedex
Tel : 05 56 43 63 95
• LRBB Bordeaux
DOMAINE DE L'HERMITAGE
69 Route d' ARCACHON
33612 CESTAS Cedex
Tel : 05 57 12 28 20
• CIDEMCO
Pol Lasao Anardi Area nº5
20730 Azpeitia (Gipuzkoa)
Espagne
Tel : 0034 943 81 68 00
BK International
Grasbos 50
B-3294 Diest
Belgique
Tel: +32 13 326873
Fax: +32 13 326874
e-mail: [email protected]
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 56/126
5. Les sites Internet intéressants
• www.ctba.fr
• www.woodnet.net
• www.afnor.com
• www.bois-foret.com
• www.netbois.com
• www.site-en-bois.com
• www.cndb.org
• www.lrbb3.pierroton.inra.fr
• www.cidemco.es
• …
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 57/126
3. Technologie de renfort choisie
3.1. Choix de la technologie
Compte tenu de son planning et son budget, le projet EGUR BERRIA ne
pouvait permettre l'étude que d'un seul type d'élément à renforcer par la
technologie de composite époxy-barres de fibres.
Les échanges ayant eu lieu au sein du comité de
pilotage lors de la première réunion le 31 Janvier
2006 à Bayonne, ont permis d'axer les recherches
du projet EGUR BERRIA sur les abouts de poutre
ancrés dans les murs de maçonnerie ou autre
élément en bois.
Type de renfort étudié : système BETA
Ce renfort permet de reconstituer l'about de la
poutre en appui sur le mur ou autre élément en
bois tout en conservant la partie seine de la
poutre.
Ce renfort permet une intervention in-situ.
Causes des pathologies sur abouts de poutre:
Les murs de maçonnerie sont réalisés à partir de matériaux poreux permettant
les infiltrations d'eau, les remontées capillaires, la pénétration de l'eau peu à
peu à travers le mur.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 58/126
La poutre en bois est donc encastrée dans un milieu humide et confiné
favorisant la dégradation du bois par pourrissement et développement de
champignons et autres microorganismes.
La poutre perd petit à petit sa capacité portante mettant en péril la tenue du
plancher ou de la charpente. Elle pose ainsi des problèmes de sécurité
évidents.
Choix de cet élément de structure pour le projet EG UR BERRIA :
Ce système constructif (encastrement des poutres dans les murs de charges en
maçonnerie) a très largement été utilisé sur les ouvrages anciens des deux
régions Aquitaine et Euskadi.
Ce système constructif souffre dans la très grande majorité des cas de
pathologies de pourrissement, d'organismes provoquant l'intervention quasi-
systématique d'entreprises de restauration afin d'éviter l'effondrement du ou des
planchers de l'ouvrage.
Les barres de fibres de verre ont été choisies au profit des barres de fibres de
carbone dans un objectif de diminution du prix des renforts. De plus, les
caractéristiques mécaniques des barres de fibres de verre sont suffisantes pour
assurer la tenue des renforts sur les types de poutres bois étudiées.
En conclusion, ce cas d'étude permet d'aborder un é lément
- dont les pathologies sont très souvent sources de problèmes
structuraux,
- que l'on retrouve dans de nombreux ouvrages ancie ns du patrimoine,
- et qui est commun aux deux régions Aquitaine et E uskadi.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 59/126
3.2. Matériaux utilisés pour le renfort en about de poutre
Il existe peu de bibliographie ou documentation définissant le type exact et les
caractéristiques des matériaux (résine époxy, charges, barres de fibres) à
utiliser pour ce type de renfort.
De plus, les entreprises (ex: RENOFORS, ROTAFIX…) mettant déjà en œuvre
ce renfort ne diffusent pas les informations quant à sa constitution exacte.
Le choix des matériaux à utiliser s'est donc fait à partir des seules informations
bibliographiques disponibles, des fiches techniques de fournisseurs de résines,
de barres de fibres de verre…
Les fiches techniques des matériaux sélectionnés attestent de caractéristiques
correspondant à celles recherchées pour les renforts étudiés dans le projet
EGUR BERRIA.
Des essais en laboratoires ont cependant été nécessaires pour vérifier les
différentes caractéristiques données par les fournisseurs, vérifier les
résistances des unions et interfaces entre ces matériaux.
3.2.1. Résine et mortier époxy
Dans la technique de renfort composite choisie pour les abouts de poutre, la
résine époxy a trois utilisations différentes.
Elle est en effet utilisée pour:
• réaliser le primer d'accrochage entre la section de bois coupée et le
mortier époxy du renfort coulé dans le coffrage. Ce primer d'accrochage
permet une meilleure adhérence entre le mortier époxy et la section de
bois.
• réaliser le mortier époxy en le mélangeant à des
charges le plus souvent siliceuses et de fraction
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 60/126
granulaire 0/0.2 mm. Ce mortier est versé dans le coffrage et sert à
prolonger la poutre ou remplir les volumes importants. La résine pure
étant chère, les charges permettent un gain de volume du produit tout en
gardant au mortier des propriétés mécaniques suffisantes.
• réaliser l'ancrage des barres de fibres de verre dans la
partie de bois sain. La résine est versée dans les
percements où se logent les barres et unit ainsi les
barres au bois, permettant un transfert de forces.
La résine choisie est la S3D du l'entreprise CHRYSO
RESIPOLY.
Celle-ci se compose de deux parties: la partie A
(résine) et la partie B (durcisseur) respectivement
dosés à 75 et 25 % du poids du mélange.
Description et caractéristiques (source: fiche tech nique Chryso Résipoly):
Définition:
• Liant époxydique, sans solvant, à deux composants
• Couleur : Ambre
• Classe AFNOR NFT 36.005:famille 1 classe 6 b
• Liant standard polyvalent
• Performances mécaniques très élevées
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 61/126
Application:
• Supports: Béton de plus de 28 jours, bois
• Mise en œuvre: Tº mini = +5ºC Tº maxi = + 30 ºC
• Matériel: Brosses, rouleaux, pistolets, malaxeurs pour mortiers
• Stockage: 1 an en emballage d'origine, à l'abri
Constituants:
• Partie A (résine)/ Partie B (durcisseur)= 75/25
Mélange frais:
• Densité: 1.13 ±0.04
• Viscosité: 8 ±3 poises
• DPU (Durée pratique d'utilisation) sur 1 kg: env 20 min
Délais:
• Sec au toucher : 6 h
• Délai entre couches : 6 - 16 h
• Délai de mise en service : 3 j
Eprouvettes:
• Dureté SHORE D après 24 h à 23 ºC : 78 ± 4
• Dureté SHORE D après 7 j à 23 ºC: 82 ± 4
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 62/126
Conditionnement:
• Résine en Kits de 5 et 25 kg
Mortier époxy :
Le mortier époxy constituant la partie la plus volumineuse du renfort
(prolongation de la poutre) est un mélange de résine époxy A/B avec une
charge inorganique.
Dans la grande majorité des cas, la charge est un sable siliceux ou de quartz
de fraction granulaire 0/0.2 mm.
Dans notre cas, le sable est un sable siliceux SIFRACO
de référence NE 25/34 en sacs de 25 kg.
La résine A/B et la charge sable sont mélangées mécaniquement dans un
récipient de préférence circulaire. Le mélange se fait jusqu'à homogénéité de la
totalité du mortier.
Dosage en poids : 80 % de sable pour 20 % de résine
Densité du mortier: environ 1750 kg/m3
Ce dosage va dans le sens de la sécurité et des résistances mécaniques
optimales.
Le pourcentage de résine pourrait être abaissé jusqu'à 15 % du poids du
mélange ; cela baisserait le coût du mortier mais baisserait aussi sensiblement
ses caractéristiques mécaniques.
Essais sur éprouvettes 4x4x16 de mortier époxy (source: Chryso Résipoly)
• Compression (NF EN 196) > 90 MPa
• Flexion (NF EN 196) > 30 MPa
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Prix :
Le tableau suivant donne les prix unitaires de la résine S3D et du sable siliceux
utilisé en charge pour le mortier.
Produit Unité Prix Unitaire HT (€)
Résine S3D Kit de 25 kg kg 10,95
Résine S3D Kit 5 kg kg 13,20
Sable NE SIFRACO 25 kg kg 0,57
A titre d'exemple, le calcul simplifié suivant donne le prix de 100 litres de
mortier:
100 litres = 0,1 m3 0,1 x 1750 = 1750 kg
20% x 175 kg = 35 kg de résine
80% x 175 kg = 140 kg de sable
Prix total : 25 x 10,95 + 10 x 13,20 + 150 x 0,57 = 491,25 €
3.2.2. Barres de fibres de verre
Les fournisseurs de barres de fibres de verre pouvant
avoir comme application les renforts époxy sont encore
très peu nombreux.
Ainsi, les barres de fibres de verre choisies pour le projet sont fabriquées et
vendues par le fournisseur belge FORTIUS (www.fortius.be).
Le modèle de barre utilisé est : Aslan GFRP 100 D8mm
Ces barres de fibres de verre ont déjà été utilisées pour des renforts
composites époxy pour éléments en bois.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 64/126
Description :
Les barres d’armature en fibre de verre sont composées d’un faisceau de fibres
de verre tendues, imprégnées dans une résine thermodurcissable qui assure
que les fibres sont maintenues ensemble et agissent comme 1 barre. Le produit
fini est entièrement inerte, non corrosif et résistant aux alcalis.
Afin d’améliorer l’adhérence, la face externe est déformée et ensablée.
Les spécialistes connaissent les barres armées fibre de verre sous le nom de
barres d’armature GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic ou Polymer – rebars).
Les barres GFRP sont fabriquées en usine par pultrusion et sont disponibles
dans différents diamètres allant de 6 mm jusque 32 mm.
Elles peuvent être mises en œuvre au lieu de l’acier inoxydable ou d’acier
d’armature enduit (époxy, zinc).
Spécifications :
• Non corrosives : ne se corrodent pas en cas d’exposition à des éléments
agressifs ;
• Ne peuvent être attaquées par des ions de chlorure
• Chimiquement résistantes
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 65/126
• Résistance à la traction plus élevée que celle de l’acier (1 à 2 fois) pour
environ le même poids : peut facilement être transportée et placée sans
appareil de levage spécial
• Transparentes pour les champs magnétiques et radiofréquences
• Non conductrices d’électricité, non thermoconductrices
• Bonne résistance à l’impact : résiste à des charges ponctuelles
soudaines et élevées
• Excellente résistance au vieillissement en cas de conditions de charge
cycliques
• Indéformable en cas de fluctuations de la température ; la dilatation / la
compression des barres d’armature en fibre de verre sont proches de
celles du béton.
Données techniques :
Propriétés mécaniques
• Adhérence maximale de la barre au béton basée sur des essais
d’arrachement : 11,6 MPa
• Résistance à la traction : 655 MPa (barre dia. 16)
• Résistance au cisaillement : 140 MPa (barre dia. 16)
• Coefficient de traction : 40.800 MPa (barre 210.000 MPa)
• Coefficient de dilatation : (basé sur ACI 440)
• Sens transversal : 21-23 x 10-6/°C
• Sens longitudinal : 6-10 x 10-6/°C
• Dureté Barcol : min. 60 (ASTM D2583)
• Charge fibre de verre par poids : 70% minimum (ASTM D2584)
• Poids spécifique : 1,9 g / cm3 (ASTM D792)
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Courbe de tension / d’Elasticité typique pour le GF RP (par exemple pour
une barre d’un diamètre de 12 mm)
Livraison / types / conservation
L’armature en fibres de verre est livrée en barres d’une longueur de 6 mètres ;
les barres peuvent cependant être coupées sur demande.
Dimensions : diamètres 6, 8, 9, 10, 12, 16, 19, 22, 25, 28 et 32 mm (dérivés des
types US #2 à #10).
Coudes standard en stock : 90° en 6 mm, 25 cm de lo ngueur et en 8 mm, 37
cm de longueur
Les armatures en fibre de verre ne peuvent pas être stockées trop longtemps
au soleil et ne peuvent être posées sur palettes afin d’éviter qu’elles ne
s’encrassent.
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Prix pour barres de 3 mètres:
Produit Unité Prix Unitaire HT (€)
Aslan GFRP 100 6 mm ml 1.24
Aslan GFRP 100 8 mm ml 1,42
Aslan GFRP 100 9 ½ mm ml 1.94
Aslan GFRP 100 12 mm ml 2.93
Aslan GFRP 100 16 mm ml 3.97
Aslan GFRP 100 19 ½ mm ml 5.35
Aslan GFRP 100 22 mm ml 7.33
Aslan GFRP 100 25 mm ml 8.48
A titre d'information:
Pour 30 mètres de barres, compter environ 54 € de transport pour l'Espagne et
45 € pour la France.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 68/126
4. Possibles freins et blocages à l'application de la technologie composite sur les abouts de poutres
4.1. Propriété intellectuelle
Le tableau suivant regroupe tous les brevets publiés à ce jour concernant les
renforts de poutres en bois par composite mortier époxy et barres de fibres.
Entreprise: RENOFORS
Brevet FR2585393
(français 1985 )
Brevet retombé dans le domaine
public
Entreprise : RENOFORS
Brevet FR2510163
(français 1983)
Brevet retombé dans le domaine
public
Entreprise : RENOFORS
Brevet GB2062077
(anglais 1981)
Brevet Anglais et refusé
Entreprise:
BOUWECONOMISCH
TECHNOLOG (NL) 1973
Brevet FR2170498
(français)
Brevet retombé dans le domaine
public
Entreprise : LACROIX RENE
Brevet EP0141782
(Européen 1985)
licence non renouvelée
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 69/126
Le brevet FR2170498 concernant plus particulièrement la
technologie étudiée pour EGUR BERRIA (about de poutre, cf
schéma), a été déposé en 1973 par l'entreprise
BOUWECONOMISCH TECHNOLOGIE.
Ce brevet, est maintenant retombé dans le domaine public et est libre
d'exploitation.
Certains brevets encore valides traitent de technologies de renforts de poutres
bois par composite époxy et barres de fibres de verre mais restent des
variantes ne constituant pas un blocage pour le type de renfort étudié pour
EGUR BERRIA.
Conclusion:
Aucun brevet ne constitue un blocage ou un frein po ur la diffusion de
cette technologie auprès des entreprises régionales .
Ces entreprises sont donc tout à fait dans leur dro it d'employer les
composites époxy barres de fibres pour renforcer le s abouts de poutres
dégradées.
Encore valide Entreprise: Brevet EP0620332 (Européen)
Licence terminée Entreprise: Brevet FR2700805 (Français)
Licence non d'actualité Entreprise: ROTAFIX Brevet GB2299828 (Anglais 1995)
Licence non renouvelée en France, Angleterre, Espagne…
Entreprise: Wolf Philipe Brevet FR2652298 (français 1989)
Licence terminée Entreprise : Gosselin Claude Brevet FR2652298 (français 1989)
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 70/126
4.2. Tenue au feu
Seuls les locaux publics et autres immeubles
d'habitation doivent répondre à des obligations de
stabilité au feu.
Pour une habitation de plein pied, la structure doit
être stable au feu 1/2h.
Pour un immeuble d'habitation de plus de 28 m, la structure doit être stable au
feu 1h.
Les fiches techniques des entreprises mettant en œuvre ces renforts
composites attestent d'une stabilité au feu de 01h28 (Source RENOFORS: PV
d'essai du laboratoire IBBC-TNO nº B-81 622 Fdu 5.11.81)
De manière générale, on peut considérer que le mortier époxy avec charges
sable est classement au feu : M3 ou Catégorie B.
Ce classement est suffisant pour les SF (stabilité au feu) des structures
préconisées pour les habitations et immeubles.
Conclusion:
La stabilité au feu ne représente donc pas un frein à l'utilisation de cette
technologie de renfort composite par résine époxy e t barres de fibres de
verre.
Afin d'augmenter le temps de stabilité au feu de la structure réparée,
l'application de peintures intumescentes peut être conseillée après mise
en œuvre du renfort.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 71/126
4.3. Esthétique
En plus de permettre la conservation de la poutre ancienne, le renfort
composite époxy doit être réalisé de telle manière qu'il se voit le moins et de
paraître une prolongation "bois" de la poutre.
Afin d'améliorer l'aspect fini du renfort et du mortier époxy, il est possible:
- d'utiliser des coffrages de mêmes essences pour donner des surfaces imitant
le bois.
- de vernir, peindre et graver les faces visibles du renfort.
Il existe dans le commerce tous types de vernis et peintures de gammes de
couleurs importantes afin de se rapprocher au mieux de la teinte du bois de la
poutre ancienne.
Les surfaces du renfort en mortier époxy, pourront, après démoulage être
poncées, meulées avec une meuleuse électrique ou papiers abrasifs.
Les retouches importantes pourront être réalisées par coupe à la scie circulaire
portable.
Le mortier époxy étant dur, les instruments type burin et marteaux seront à
proscrire. Le mortier cassera en effet en éclats de manière incontrôlée.
Conclusion:
Les renforts composites et mortiers époxy pourront être travaillés afin
d'obtenir une esthétique convenable et ressemblante au bois restauré.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 72/126
5. Essais en laboratoire
5.1. Les phénomènes et modes de rupture
Avant le calcul et la mise en œuvre de tout renfort, il est important de connaître
et évaluer ses possibles modes de ruptures et points faibles, les distributions de
charges…
Une fois les modes de rupture et points faibles répertoriés, les essais en
laboratoire permettront d'obtenir des données de calcul, de fixer les attentions
sur les points ou interfaces critiques.
Modes de rupture ou perte de résistance:
1. Adhérence Barre - mortier époxy (traction arrachement)
2. Ancrage barre - bois sain à travers la résine pure (traction arrachement)
3. Adhérence mortier époxy - bois (effort tranchant + arrachement)
4. Résistance à traction pure de la barre
5. Résistance à compression et flexion du mortier époxy
6. Résistance du bois à effort tranchant et flexion
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 73/126
En plus des essais sur poutres réelles, les essais supplémentaires sélectionnés
sont donc:
• Essai 1. Résistance des barres en traction pure (cas 4)
• Essai 2. Pull-out (traction)
2.1. FRP dans mortier Epoxy (cas 1)
2.2. FRP dans bois et résine 1 et 2 (cas 2)
• Essai 3. Caractérisation liaison bois-mortier Epoxy à l’effort tranchant
(cas 3)
Les résistances mécaniques du mortier époxy (fiches techniques) et du chêne
sont telles qu'elles ne nécessitent pas d'essais supplémentaires en laboratoire.
5.2. Essais sur matériaux et poutres
5.2.1. Essai 1 : Résistance des barres en traction pure
Préparation :
L'échantillon testé à traction pure est constitué d'une barre de fibres de verre
ASLAN D8mm munit de deux casques métalliques (collés à la barre par de la
résine époxy) pour supporter la pression des mâchoires du banc d'essais à
traction.
Pour préparer les échantillons, la partie inférieure des casques est bouchée.
Les casques sont ensuite remplis de résine S3D puis on procède à
l'introduction de la barre dans chaque casque.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 74/126
Croquis de l'échantillon pour essais 1.
Banc d'essai Essai Résultats :
Comme l'on pouvait le penser, les barres de fibres de verre ont un
comportement élastique linéaire jusqu'à la contrainte de rupture, avec une
rupture fragile.
700 mm
150 mm
150 mm
8 mm
10,7 mm
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 75/126
La moyenne des valeurs de contraintes de rupture est autour de 620 MPa,
légèrement inférieure à celle indiquée par le fournisseur. Cela est sûrement du
aux déviations par rapport à l'axe principal de traction vertical.
Il convient de signaler que lors d'un des essais, la rupture s'est faite au niveau
d'un des casques, cela est probablement du à un contact partiel entre la résine
et la barre.
Essais de traction des barres ASLAN 100 ∅∅∅∅8 mm
barre Fult (kN) MPa Observation
1 6,695 * 133 * Rupture adhérence barre
résine
2 32,603 649 Rupture en traction
3 29,878 594 Rupture en traction
Moyenne 622
Section = 50,27 mm2
Comportement élastique linéaire
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 76/126
5.2.2. Essai 2: Pull-out
5.2.2.1 Essai 2.1: Adhérence barre – mortier époxy
Préparation :
L'éprouvette est constituée d'une barre de fibre de verre noyée au centre d'un
prisme rectangulaire de mortier époxy. Un dosage habituel de 20 % de résine
S3D époxy et 80 % de charges (sable siliceux) a été utilisé pour le mortier.
Croquis de l'éprouvette de l'essai 2.1.
Remplissage des moules et positionnement des barres
Presse
100 mm.
40 mm.
40 mm.
Moule
FULT(kN)
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 77/126
Résultats :
La valeur moyenne d'adhérence entre le mortier époxy et la barre est de 10,9
MPa. La surface de contact considérée pour le calcul est de 2513.27 mm2.
La valeur obtenue pour l'éprouvette 2.4 n'a pas été prise en compte en raison
d'un problème d'interface casque-barre possiblement du à un contact incomplet
entre la résine et la barre.
Essai Pull Out barre ASLAN 100 ∅∅∅∅8 mm – mortier époxy
Eprou Fult (kN) MPa Observations
2.1 26,20 10,4 Arrachement barre. Rupture par
adhérence avec mortier
2.2 22,38 8,4 Arrachement barre. Rupture par
adhérence avec mortier
2.3 29,25 11,6 Arrachement barre. Rupture par
adhérence avec mortier
2.4 7,16 2,8 Rupture adhérence casque
2.5 28,50 11,3 Arrachement barre. Rupture par
adhérence avec mortier
2.6 30,97 12,3 Arrachement barre. Rupture par
adhérence avec mortier
Moyenne 10,9
Surface de contact = 100 x π x 8 =2.513,27 mm2
Cette valeur d'adhérence de 10,9 MPa entre le mortier époxy et la barre de
fibres de verre est une valeur relativement élevée. Cette adhérence n'est donc
pas un frein pour la réalisation des renforts étudiés.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 78/126
5.2.2.2 Essai 2.2: Adhérence barre – bois (1)
Préparation :
Les éprouvettes consistent en une barre de fibres de verre introduite dans un
cube de bois en chêne par un trou rempli de résine époxy.
Croquis de l'éprouvette de l'essai 2.2.
Préparation Presse
Résultats :
La difficulté d'obtenir un contact de toute la superficie de barre introduite avec la
résine et les défauts communs du bois (fentes…) sont à l'origine des importants
100 mm.
100 mm.
100 mm.
∅ 10 mm.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 79/126
écarts de résultats. La valeur moyenne d'adhérence entre la barre et le bois par
l'intermédiaire de la résine est de 5.2 MPa
Essai Pull out barre ∅∅∅∅8 mm – bois (100 mm)
Eprou Fult (kN) MPa Observations
3.1 11,79 4,7 0,01mm=0,12kN; 0,1mm=0,5kN; 1mm=9,34kN
3.2 8,88 3,5 0,01mm=0,12kN; 0,1mm=0,37kN; 1mm=6,67kN
3.3 7,93 3,2 0,01mm=0,01kN; 0,1mm=0,73kN; 1mm=7,42kN
3.4 15,99 6,4 0,01mm=0,40kN; 0,1mm=1,35kN; 1mm= - kN
3.5 13,33 5,3 Mauvais contact résine barre
3.6 20,60 8,2 Fente absorbant une partie de la résine
Moyenne 10,9 *Disperso, influencia del correcto mojado de la resina
Surface de contact = 100 x π x 8 =2.513,27 mm2
Ces résultats indiquent que les percements où se logent les barres de renforts
doivent avoir un diamètre suffisant pour pouvoir permettre un bon enrobage des
barres. Ainsi, le diamètre des percements doit être 4 à 6 mm supérieur à celui
des barres.
5.2.2.3 Essai 2.3: Adhérence barre– bois (2)
Préparation :
Les éprouvettes sont constituées d'une barre de fibres de verre introduite dans
un cube de bois de chêne. Le bout de la barre se trouve au niveau d'un
percement de diamètre 16 mm qui sera rempli de résine après avoir positionné
la barre.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 80/126
Croquis de l'éprouvette de l'essai 2.3.
Résultats :
La valeur moyenne d'adhérence est de 28.5 MPa. Cette valeur importante est
probablement due à un effet de dispersion des charges par effet de coin au
fond de l'encoche remplie de résine.
Essai pull Out barre D8mm – bois (160mm)
Eprou Fult (kN) MPa Observations
4.1 17,06 27,2 Arrachement complet de la barre (EV).
4.2 19,0 30,2 0,01mm=0,36kN; 0,1mm=2,39kN; 1mm=19kN. EV
4.3 17,91 28,5 Arrachement complet de la barre (EV).
4.4 18,26 29,1 0,01mm=0,22kN; 0,1mm=3,90kN; 1mm=18,26kN
4.5 15,06 24,0 Arrachement complet de la barre (EV).
4.6 20,19 32,1 0,01mm=0,01kN; 0,1mm=3,2kN; 1mm= 20,19kN
Moyenne 28,5 Effet de coin
Surface de contact = 25 x π x 8 =628,32 mm2
100
mm.
100
mm.
100
mm.
∅ 16 mm.
∅ 9 mm.
25
mm. ∅ 16 mm.
∅ 9 mm.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 81/126
5.2.3. Essai 3: Résistance à effort tranchant de l' union bois - mortier époxy
Préparation :
L'éprouvette est constituée de deux cubes de bois de chêne unis par un cube
de mortier époxy. Une imprégnation à la résine a préalablement été faite sur les
surfaces de bois en contact avec le mortier époxy.
Préparation
Eprouvette Essai 3
Banc d'essai Eprouvettes après essai
Moule
FULT(kN)
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 82/126
Résultats :
La valeur moyenne d'adhérence est de 2.8 MPa. Cette valeur est légèrement
inférieure à celle indiquée par le fournisseur de mortier époxy.
Essai effort tranchant: Bois - Mortier Epoxy
Eprouvette Fult (kN) MPa Observations
5.1 54,35 2,7 0,81adh Surface de contact ≈ 30%
5.2 62,78 3,1 2,48adh Surface de contact ≈ 80%
5.3 50,89 2,5 2,5adh Surface de contact ≈ 100%
Moyenne 2,8 1,93adh *Répartition non uniforme
Surface de contact = 2 x 100 x 100 = 2 x 10.000 mm2
Les essais réalisés n’ont pas permis de caractériser une résistance à l'effort
tranchant pur. En effet, il s'est produit de la flexion dans l'éprouvette, favorisant
le décollement du mortier sur la surface bois et diminuant ainsi les résultats
obtenus.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 83/126
5.2.4. Resistance à flexo-traction et compression d u mortier époxy
Les essais ont été réalisés sur des éprouvettes cylindriques Ø10x20
(compression) et prismatiques 4x4x16 (flexo-traction) à 3 et 7 jours.
Les résultats sont présentés dans les tableaux suivants :
Essais de flexo-traction (4x4x16 cm)
Age
[jours]
Eprouvette
nº
Flexo-Traction
[MPa]
Compression
[MPa]
103,4 3 1 33,98
96,4 99,9
99,8 3 2 38,00
97,7 98,75
97,4 3 3 35,64
35,87
98,4 97,9
98,85
98,3 7 4 39,05
99,9 99,1
99,9 7 5 37,64
38,34
99,0 99,4
99,2
Essais de compression (cylindres Ø10x20 cm)
Age
[jours]
Eprouvette
nº
Superficie
[cm2]
Charge de
rupture [Kp]
Charge
unitaire
[Kp/cm2]
Charge
Unitaire
[MPa]
3 C1 48.812 622 60,9
3 C2 43.292 551 586,5
54,1 57,5
7 C3 57.188 728 71,4
7 C4
78,5
49.831 634 681
62,2 66,8
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 84/126
Observations :
• La résistance obtenue à 3 jours est légèrement inférieure à celle
obtenue à long terme (7 jours)
• La résistance à compression obtenue sur les éprouvettes cylindriques
est inférieure à celle donnée par le fournisseur (>90MPa) sûrement
obtenue par un meilleur malaxage et vibrage.
5.3. Essais sur poutres réelles:
5.3.1. Préparation :
Trois poutres en chêne de plus de 300 ans ont été sélectionnées pour la
campagne d'essais. Ces poutres ont une longueur de 4 mètres
Les poutres ont été offertes par l'entreprise AZTASALDI (Txope AZTASALDI
membre du comité de pilotage).
1.
Coupe de la partie attaquée de la poutre au
niveau du bois sain.
Coupe à la tronçonneuse.
2.
Repérage des fissures et autres cavités pouvant
provoquer des fuites de résine ou pertes de
résistance. Eviter au maximum que les
percements pour les barres ne correspondent
avec les fentes…
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 85/126
3.
Percements des trous où seront introduites les
barres de renfort. Percements à 20º
préalablement dessiné sur les flancs de la
poutre.
Bouchage des trous à l'extrémité basse du
percement.
4.
Coffrage des abouts de poutre avec planches de
coffrage traditionnel en bois.
Les planches sont suffisamment clouées à la
poutre et entre elles pour éviter leur ouverture à
l'heure du coulage.
5.
Injection de mousse de polyuréthane par pistolet afin
de boucher les fentes et ouvertures par lesquelles
pourra couler la résine injectée dans les ancrages.
6.
Préparation de résine à injecter dans les percements (dans
le bois sain) où se logeront les barres de renfort.
Proportions et technique décrites dans les chapitres
précédents.
7.
Injection de la résine dans les percements avec une
pipette et tube en verre de diamètre inférieur à celui du
trou.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 86/126
8.
Insertion lente des barres dans chaque percement rempli de
résine. La résine doit refouler du trou à l'introduction de la
barre. Cela est signe d'un bon recouvrement des barres par la
résine.
9.
Recouvrement de cire pour bois sur les planches de coffre afin que le mortier
époxy n'adhère pas.
10.
Préparation du mortier Epoxy avec:
20 % de résine (en poids) (A/B 75/25)
80 % de charges sable
La préparation se fait dans un récipient de volume suffisant pour introduire les 3
composants et le mélange est réalisé avec un malaxeur mécanique jusqu'à
consistance convenable et homogénéité du mélange.
11.
Imprégnation (primer d'accrochage) de la surface de
d'adhérence contact poutre-mortier avec de la résine S3D.
Imprégnation au pinceau.
12.
Coulage progressif du mortier époxy dans le coffrage et
vibrage du mortier pour répartir le mortier dans tout le
volume du coffrage et faire remonter les bulles d'air.
13.
Finition à la truelle ou à la taloche.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 87/126
5.3.2. Estimation des charges de rupture :
Afin d’estimer l’effort ultime de flexion des poutres bois utilisées, des essais
furent réalisés sur des éprouvettes 30x2x2 selon la norme UNE 56-537-79.
Le tableau suivant donne les résultats des essais réalisés :
Eprouvette Observations N Kg/cm2 MPa
V1 Rupture partielle (p) 1480,7 653,66 66,63
V2 Rupture total (t) 1399,4 617,77 62,97
V3 Fissures en extrémité (t) 1425,4 629,24 64,14
V4 Extrémité dégradée (p) 1236,5 545,85 55,64
V5 (p) 1888,1 833,50 84,96
V6 (p) 1416,6 625,36 63,75
V7 (p) 1895,1 836,59 85,28
V8 (p) 2265,9 1000,28 101,97
V9 Extrémité dégradée (p) 2175,7 960,46 97,91
V10 Perte de section en extrémité (p) 1603,4 707,82 72,15
V11 (p) 2204,6 973,22 99,21
V12 (p) 1324,8 584,83 59,62
V13 (p) 2284,2 1008,36 102,79
V14 (p) 1657,4 731,66 74,58
Moyenne 1732,70 764,90 77,97
Effet d’échelle : 2,0
2
1
1
2
=
h
hσσ (avec l/h = cste) σ1 = 77,97 MPa
Effort de fluage en flexion (chêne, classe D50) fm,k = 45,67 (N / mm2) = 45.670
(kN / m2) *
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 88/126
*obtenu expérimentalement à partir d’éprouvettes de 30x2x2 cm en considérant
l’effet d’échelle.
Calculs:
Vmax = VA= VC= VD = P (kN)
M max = MD = P.1 (kN.m)
S = y / A = b.h2 / 6 = 25.292 / 6 = 3,5. 10-3 (m3)
� Rupture en D par flexion:
σD = σMAX = MD / S = 285,71. P = fm,k � P1 = 159,85 kN
� Rupture en C par adhérence - effort tranchant:
σADH = P / A = 2,8 MPa � P2 = 203 kN
� Rupture des barres de renfort en traction:
Σ FV = 0 � P – F1 . sen 20º - F2 . sen 20º = 0
P = σV . SV . sen 20º
P = 622 . 103 . 5 .10-5 . 4 . sen 20º
P3 = 125 kN
P3’ = 62,5 kN dans les barres inférieures
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 89/126
� Rupture en C par flexion de l'union bois - mortier (sans intervention des
barres):
σCmax = P . 0,5 / S = σADH = 2,5 MPa (aprox.) � P4 = 17,5 kN
C’est le mode de rupture le plus fragile. Il indique comment la rupture débute.
Une fois préparées, les poutres ont été décoffrées et posées sur un portique
d’essais instrumentés pour enregistrer les valeurs de charges et déformations
durant l’essai.
5.3.3. Disposition de l’essai :
Pour simuler l’état de charges d’une poutre réelle, nous avons opté pour une
poutre sur deux appuis avec 4 points de flexion. La portée entre les deux
appuis est de 3 m. La charge du vérin hydraulique est transmise à la poutre par
un profilé métallique sur deux rotules.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 90/126
Les poutres ont été instrumentées de telle manière à ce que l’on puisse, à
chaque instant, mesurer la charge et la flèche en 5 points :
Distance entre appuis 3000mm
Distance entre appuis et point 1 1000mm Distance entre appuis et point 3 1000mm
Point n°2 poutre Centro Longueur zone renforcée 600mm
Séparation entre points 4 et 5 120mm
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 91/126
Ci-dessous les dimensions et photographies des sections d’union des trois
poutres :
Poutre photographie Section
[cm] Observations
V1
27x22 Petites fentes
V2
30x27 Petites fentes
Intersection fente-percement
V3
27x19
Grandes fentes causant une réduction de
section significative (8-10 %).
Fente proche de la partie inférieure,
possible origine de la rupture.
Intersection fente-percement
Des restes de cire de décoffrage ont été observés sur les sections des renforts.
La préparation apparaît donc comme une possible source de problèmes si elle
n’est pas réalisée correctement.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 92/126
5.3.4. Résultats et commentaires :
Essais sur poutres
Poutre Charge ultime (kN) Observations
V1 135 Rupture au centre de la poutre. Renfort intact
V2 116 Rupture au centre de la poutre. Renfort intact
V3 81 Rupture dans la section du renfort
Résultats charge – flèche :
Poutre 1
Charge Flèche kg nº1 nº2 nº3 nº4 nº5 ref 0 0 0 0 0 0 0
500 0,5 0,7 0,5 0,3 0,0 0,0 1000 1,0 1,8 1,5 0,7 0,4 0,0 1500 2,1 3,0 2,4 1,0 0,7 0,0 2000 4,0 4,1 3,4 1,7 1,0 0,0 2500 5,2 5,0 4,6 2,0 1,2 0,0 3000 6,2 6,2 5,2 2,4 1,7 0,0 3500 7,0 7,2 6,2 2,8 2,0 0,0 4000 8,2 8,2 6,9 3,4 2,2 0,0 4500 9,2 9,4 8,2 3,7 2,7 0,0 5000 10,2 10,2 8,9 4,2 3,0 0,0 5500 11,2 11,7 9,9 4,7 3,2 0,0 6000 12,0 12,7 10,8 5,0 3,7 0,0 6500 13,0 13,7 11,6 5,4 4,0 0,0 7000 14,5 15,0 12,6 6,0 4,2 0,0 7500 15,8 16,0 13,6 6,4 4,7 0,0 8000 16,8 17,2 14,6 7,0 5,4 0,0 8500 17,8 18,4 15,6 7,4 5,8 0,0 9000 19,8 20,2 17,2 8,0 6,0 0,0 9500 21,6 21,8 18,4 8,4 6,2 0,0 10000 22,8 23,0 19,6 9,0 6,4 0,0 10500 24,0 24,2 20,6 9,2 6,7 0,0 11000 25,2 25,7 21,8 10,0 7,2 0,0 11500 26,5 27,0 23,2 10,2 7,6 0,0 12000 27,8 28,2 24,0 11,0 8,0 0,0 12500 29,6 30,0 25,6 11,2 8,4 0,0
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 93/126
Poutre 2
Charge Flèche kg nº1 nº2 nº3 nº4 nº5 ref 0 0 0 0 0 0 0
500 1,3 1,3 0,8 0,4 0,4 0,0 1000 2,2 2,3 1,6 0,7 0,7 0,0 1500 3,0 3,0 2,2 1,0 1,0 0,0 2000 3,8 3,7 2,8 1,2 1,2 0,0 2500 4,6 4,3 3,3 1,4 1,4 0,0
3000 5,6 5,3 4,2 1,7 1,7 0,0 3500 6,3 6,0 4,6 2,0 2,0 0,0 4000 7,0 6,7 5,3 2,4 2,4 0,0 4500 7,6 7,3 6,0 2,6 2,6 0,0 5000 8,4 8,1 6,4 2,8 2,8 0,0 5500 9,2 8,9 7,0 3,0 3,0 0,0 6000 9,8 9,5 7,6 3,4 3,4 0,0 6500 10,4 10,1 8,0 3,6 3,6 0,0 7000 11,0 10,9 8,6 3,7 3,7 0,0 7500 11,8 11,5 9,2 4,0 4,0 0,0 8000 12,4 12,1 10,0 4,2 4,2 0,0 8500 13,2 12,9 10,3 4,4 4,4 0,0 9000 13,8 13,5 10,8 4,7 4,7 0,0 9500 14,6 14,3 11,3 4,8 4,8 0,0 10000 14,6 15,3 12,2 5,0 5,0 0,0 10500 16,4 16,1 12,6 5,4 5,4 0,0
Poutre 3
Charge Flèche kg nº1 nº2 nº3 nº4 nº5 ref 0 0 0 0 0 0 0
500 0,7 0,6 0,5 0,2 0,2 0,0 1000 1,5 1,6 1,5 0,7 0,6 0,0 1500 2,3 2,4 2,5 1,0 0,8 0,0 2000 3,3 3,4 3,3 1,4 1,0 0,0 2500 4,0 4,4 4,0 1,7 1,3 0,0 3000 4,7 5,4 5,0 2,0 1,6 0,0 3500 5,7 6,4 5,7 2,4 1,8 0,0 4000 6,5 7,4 6,5 2,7 2,0 0,0 4500 7,3 8,4 7,3 3,0 2,3 0,0 5000 8,3 9,2 8,3 3,2 2,8 0,0 5500 9,9 11,4 10,3 5,2 3,6 0,0 6000 11,0 12,6 11,5 5,8 4,0 0,0 6500 11,9 13,7 12,5 6,4 4,3 0,0 7000 12,7 14,8 13,5 7,0 4,6 0,0 7500 13,7 16,0 14,7 7,7 5,0 0,0 8000 14,7 18,0 15,7 8,2 5,3 0,0
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 94/126
Ci-dessous les observations faites sur les résultats d’essais et modes de
ruptures :
• La rupture des poutres V1 et V2 s’est produite conformément à ce qui
était prévu. Le bois rompit en partie centrale sans affecter le renfort.
L’origine de la rupture se trouva pour chaque cas dans les points faibles
du bois à savoir : les nœuds et fentes
• La rupture de la poutre V3 au niveau du renfort peut être due à divers
facteurs :
o Fentes importantes sur la section du renfort. Une d’entre
elles est proche de la zone inférieure de la section, où se
produit le premier mode de rupture par décollement bois-
mortier.
o Réduction de la surface utile d’adhérence bois-mortier,
causée par les fentes.
o Possible influence de la cire de décoffrage utilisée sur les
planches de coffrage et dont nous avons retrouvé des
traces sur la section d’adhérence bois-mortier époxy en
zone basse.
• La rupture de la poutre V3 a cependant permis de vérifier l’implication
des barres de renfort qui ont retardé la rupture complète de la poutre.
Les barres inférieures ne présentent pas de traces de glissement à
l’intérieur du bois ou du mortier et la rupture des barres s’est faite
pratiquement en traction pure.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 95/126
5.3.5. Essai du renfort à effort tranchant :
Après avoir vérifié que la zone d’intervention (renfort) atteint une résistance
supérieure à celle des propres poutres V1 et V2, il a été décidé de mettre à
profit les renforts encore intacts pour les tester à l’effort tranchant.
L’essai a porté sur un élément (pour chaque poutre V1 et V2) de 1,10 m de long
y compris le renfort époxy. La configuration est similaire aux précédents essais
sur poutres réelles mais avec seulement 3 points de flexion.
Configuration de l’essai : Poutre sur deux appuis avec charge ponctuelle
centrale.
Poutre V1 :
L’élément de poutre chargé dans la configuration décrite au dessus, a résisté à
une charge maximum de 4 tonnes puis à baissé à 2,7 tonnes après première
rupture partielle.
L’élément a été chargé à nouveau (après rupture partielle) et à atteint une limite
de 3,275 t pour redescendre à 2 t après nouvelle rupture partielle.
En page suivante se trouvent les schémas de configuration et les diagrammes
d’effort tranchant et moment fléchissant :
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 96/126
Poutre V2 :
L’élément a résisté jusqu’à une charge de 7,859 t qui est descendue à 4,705 t
lors de la première rupture partielle.
L’élément a été chargé à nouveau jusqu’à 7,5 t. La charge est descendue à 2,7
t après une seconde rupture partielle.
39 cm. 56 cm.
93 cm.
100 cm.
Bois Mortier
V
Mf
PMAX = 4.000 kg
2.240
-1.760
985,6 kg.m
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 97/126
Schémas de configuration et diagrammes d’effort tranchant et moment
fléchissant :
35,5 cm. 55,5 cm.
88 cm.
98 cm.
Bois Mortier
V
Mf
PMAX = 7.859 kg
5.012
-2.847
1.779 kg.m
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 98/126
En plus des poutres renforcées, un essai sur poutre saine a été réalisé dans la
même configuration. L’élément a atteint une charge de 25 t sans rompre et
avec une flèche négligeable.
Schéma :
90 cm.
Bois Section: 29 x 28 cm.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 99/126
6. Conditions de mise en œuvre
Afin de pouvoir permettre la diffusion de cette technologie auprès des
entreprises de restauration, le projet EGUR BERRIA a prévu l'étude et la
présentation des conditions de mise en œuvre des renforts composites époxy
et barres de fibres de verre sur abouts de poutre dégradés.
Les différentes étapes seront détaillées et expliquées dans le mode opératoire.
Les essais en laboratoire et le chantier pilote auront permis de desceller les
difficultés de mise en œuvre, les attentions particulières à porter à chaque
tâche.
Mode opératoire :
Les phases nécessaires pour la consolidation d’une tête de poutre par renfort
en mortier Epoxy et barres de fibres verre/carbone inclinées:
Système BETA :
Etape 1 :
Caractérisation et description des éléments de la s tructure bois et plus
précisément des éléments à réparer.
Données importantes à relever:
- Essence
- Dimensions
- Etat
- Distance du bois sain au nu du mur
- Portées et charges
- Schémas,
- Photos…
Cette étape servira à diriger le bureau d’étude ou l’entreprise de restauration
vers la technique de renfort adaptée et dimensionner le renfort, placer
correctement l’étaiement…
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 100/126
Etape 2 :
Assurer la sécurité par un maintien des éléments fa ibles ou à réparer par
un étaiement adapté.
Réalisation :
1. Repérer les emplacements des étais
2. Placer les étais sous la poutre et placer les cales de protection en pied et tête
d'étai
3. Mettre les étais sous pression
Matériel :
• Etais commun en acier
• Marteaux
• Cales pour étais
Conseils et remarques :
• Les étais devront permettre le passage des ouvriers, l’acheminement
des matériaux et gêner le moins possible l’exécution des renforts.
• Les étais seront de taille standard, en acier et devront être munis de
cales de protection en partie haute et partie basse selon les conditions
du chantier (habitation habitée, conservation du plancher bois inférieur,
type de la poutre à réparer)
• Prévoir la pose d'étais en quantité suffisante et avec une répartition
uniforme afin de supporter le poids de la poutre, répartir les charges
entre les différents étais.
• Prévoir la pose d'un étai proche de la section coupée de la poutre.
Attention cependant à ne pas gêner la mise en place des coffrages et
barres de renfort.
Difficultés :
• Prévoir le nombre d'étais.
• La charge maximum par étai peut être d'environ 1500 kg.
• L'écartement entre étais sera vu au cas par cas.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 101/126
Etape 3 :
Couper la tête de poutre dégradée.
Réalisation :
1. Repérer la section de coupe (bois sain)
2. Scier ou tronçonner la tête de poutre
3. Réaliser des encoches ou rugosités sur la surface de coupe qui sera en
contact avec le mortier époxy.
Matériel :
• Mètre à ruban
• Tronçonneuse, scie à bois
• Echelle-escabeau
• Equipement de protection
• Marteau - couteau à bois
Conseils et remarques :
• Si la partie dégradée est inférieure à 50 % de la section de la pièce de
bois, on pourra procéder au curage de la partie affectée jusqu’à laisser
uniquement la partie saine du bois. Cette opération sera faite avec
précautions, avec un marteau, pique…
Si la section est touchée à plus de 50 %, on procédera à la coupe de la
partie dégradée. Cette coupe, réalisée à la tronçonneuse ou à la scie à
bois (selon conditions de sécurité et section) se fera dans la partie de
bois saine.
• A la fin de la coupe ou du curage, des encoches/entailles seront
réalisées sur le bois sain des surfaces en contact avec le mortier Epoxy.
Cela permettra un meilleur accrochage entre le bois et le mortier Epoxy.
La résistance à l’effort tranchant sera aussi améliorée en section
verticale.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 102/126
Etape 4 :
Réaliser des trous inclinés dans la parte saine du bois.
Réalisation :
1. Repérer, sur le bois, l'emplacement des entrées et sorties de percements
2. Réaliser les percements avec une perceuse à mèche à bois en respectant le
diamètre et l'inclinaison du trou prévus
3. Contrôler après réalisation
Matériel :
• Echelle ou escabeau
• Perceuse et mèche à bois
• Equipement de protection
• Mètre
Conseils et remarques :
• Respecter les recommandations du bureau d'études (diamètres,
inclinaison et écartements des trous…)
• Les trous ont généralement un diamètre supérieur de 4 mm à celui des
barres introduites par la suite.
• Eviter au maximum les grosses fissures et trous
• Une fois les trous réalisés, vérifier leur inclinaison, leur emplacement…
Difficultés :
• Manque de place pour manier la perceuse
• Difficulté d'obtenir la bonne inclinaison
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 103/126
Etape 5 :
Nettoyer les trous et les boucher en partie basse.
Réalisation :
Nettoyage par air soufflé ou chiffon (va et vient du chiffon dans les trous jusqu'à
élimination totale des particules ou sciures décrochées).
Matériel :
• Souffleur à air comprimé
• Chiffon
Cela permet d’éviter de diminuer l’adhérence de la résine coulée dans les trous
et qui permet le collage entre les barres de fibres et les parois des trous.
Conseils et remarques :
• Afin d'éviter une surconsommation de résine en raison des fuites par les
fentes et ouvertures en contact avec les percements d'ancrage, il est
possible d'injecter de la mousse de polyuréthane dans toutes les cavités.
Cette mousse peut être ensuite enlevée, au couteau.
• Le bouchage des trous peut ce faire de manière très simple avec du
mastic, pâte à modeler…
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 104/126
Etape 6 :
Coffrer la partie de la poutre à reconstituer.
Réalisation :
Préparer les différents éléments du coffrage en scierie ou au sol
Réaliser le coffrage
- Plaquer les planches sur la poutre
- Clouer ou visser les différentes parties du coffrage
Placer un étai sous le coffrage
Contrôler la tenue du coffrage
Vérifier que les barres seront enrobées de mortier de plus de 2 cm
Matériel :
• Coffrages bois
• Pointes et marteaux
• Equipement de sécurité
• Echelle et escabeau
• Etais
• Mètre
• Feuille plastique
Conseils et remarques :
• Le coffrage pourra être fait en bois et son installation/montage ne
permettra pas son ouverture au moment du coulage.
• Le coffrage doit permettre l’introduction du mortier de résine.
• Le coffrage doit être démontable sans abîmer les éléments sur lesquels il
est fixé.
• Bien nettoyer le coffrage avant coulage.
• Un film plastique fin peut être placé sur l'intérieur des coffrages pour
éviter le collage du mortier époxy avec le coffrage.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 105/126
Difficultés :
• La poutre n'est pas parfaitement rectangulaire et le coffrage se plaque
mal sur la poutre:
- Garder la section rectangulaire du coffrage et boucher les zones
non fermées par des tacots de bois ou injection de mousse
polyuréthane.
Etape 7 :
Couler la résine Epoxy dans les trous où sont logée s les barres de fibres
Réalisation :
1. Préparer la résine en quantité suffisante
2. Verser ou injecter la résine dans les trous (à partir de
la face supérieure de la poutre) où sont logées les
barres. Verser jusqu'à enrobage complet des barres et
jusqu'à refoulement de la résine.
3. Essuyer les coulures et refoulement de résine.
4. Assurer le maintien des barres de manière à ce qu'elles soient centrées dans
les trous.
5. Nettoyer le matériel utilisé directement après usage
Matériel :
• Récipient contenant la résine
• Pistolet à injections
• Equipement de protection (gants, lunettes, masque…)
• Papier ou éponge
• Adhésif ou pâte à modeler
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 106/126
Conseils et remarques :
• Verser la résine doucement
• Il se peut que la résine fuit par les fissures et trous: verser jusqu'à
refoulement en tête de trous.
• La résine peut être injectée par une pipette et un tube en verre que l'on
enfonce dans les percements et que l'on retire petit à petit en versant la
résine dans les trous.
Important: Si les percements se font par en dessous, boucher la partie
basse des trous puis verser la résine en partie hau te.
Etape 8 :
Introduire les barres de fibres dans les trous.
Réalisation :
1. Placer les barres de manière à ce que la longueur d’ancrage soit respectée
2. Maintenir les barres en place avec de la patte à modeler ou adhésif avant
coulage de résine et mortier
Matériel :
• Barres
• Mètre
• Patte à modeler ou ruban adhésif pour maintenir les barres en place
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 107/126
Conseils et remarques :
• Il est préférable de calculer, avant introduction dans les trous, la
longueur approximative des barres afin qu’il n’y ait pas de
retouches/coupes ou rallonges à faire.
Difficultés :
• Les barres ne rentrent pas dans les trous:
- Le diamètre du trou est trop petit - Repercer
- Quelque chose obstrue le trou - Libérer et nettoyer le trou
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 108/126
Etape 9 :
Préparation du mortier
Réalisation :
1. Prévoir à l'avance les quantités suffisantes de résine, durcisseur et charges
pour le chantier.
2. Calculer les quantités de résine, durcisseur et charges à utiliser pour le
renfort à réaliser dans l'immédiat
3. Verser la partie A (résine) dans un récipient pouvant contenir la totalité du
mortier à réaliser
4. Verser la partie B (durcisseur)
5. Mélanger énergiquement les deux composants avec un malaxeur mécanique
jusqu'à homogénéité totale du mélange
6. Verser petit à petit, tout en malaxant, les charges sable dans le récipient
contenant le mélange A/B. Malaxer jusqu'à homogénéité totale du mélange et
en raclant les bords et fond du récipient
7. Vérifier la consistance et l'homogénéité du mortier
8. Nettoyer directement les outils utilisés à l'eau
Matériel :
• Produits en quantités suffisantes
• Récipient circulaire
• Malaxeur mécanique
• Equipement de protection (lunettes, MASQUE…)
• Balance
Conseils et remarques :
• Utiliser un récipient circulaire
• Bien racler les bords (risques d'accumulation de matière non mélangée)
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• Utiliser du sable sec. Plus le sable est sec, plus le mortier est facile à
couler
• Ne pas utiliser de sable chaud. Le sable chaud accélère dans de
grandes proportions la prise du mortier
Difficultés :
• Le mélange ne se fait pas bien:
- vérifier les quantités de chaque composant
- continuer à mélanger énergiquement
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 110/126
Etape 10 :
Préparations avant coulage
Réalisation :
1. Passer de la cire à bois sur les faces de coffrage qui seront en contact avec
le mortier époxy
2. Passer le primer d'accrochage sur la coupe de la poutre qui sera en contact
avec le mortier époxy
Etape 11 :
Coulage du mortier dans le coffrage
Réalisation :
1. Verser le mortier dans le coffrage
Verser le mortier petit à petit en s'assurant qu'il remplisse bien tout le coffrage,
qu'il enrobe parfaitement les barres et qu'il ne fasse pas de bulle.
2. Contrôler la bonne exécution tout au long du coulage.
3. Nettoyer les outils directement après coulage.
Matériel :
• Echelle-escabeau
• Equipement de protection
• Récipient contenant le mortier
• Marteaux
Conseils et remarques :
• La durée pratique d’utilisation (DPU) de la résine et du mortier est
d’environ 20 min en fonction de la température et des charges ajoutées ;
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 111/126
le coulage doit être fait dans ces délais après mélange des parties A et B
de la résine.
• Pendant le coulage, s’assurer que les barres ne bougent pas et qu’elles
soient au centre des trous
• Donner des petits coûts au marteau sur le coffrage afin de "vibrer" le
mortier et faire remonter les bulles d'air.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 112/126
Etape 12 :
Araser le mortier Epoxy précédemment coulé dans le coffrage.
Réalisation :
1. En fonction de la fluidité du mortier époxy, araser
directement après coulage haut de la poutre.
2. Nettoyer les bavures
3. Nettoyer le matériel après utilisation
Matériel :
• Echelle-escabeau
• Equipement de protection
• Taloche ou spatule
Etape 13 :
Enlever le coffrage
Le coffrage ne pourra être enlevé que 16 h après le coulage du mortier.
L'étaiement de pourra être enlevé que 3 à 7 jours après coulage du mortier
Matériel :
• Echelle-escabeau
• Marteau quitte pointes ou dévisseuse
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 113/126
Etape 14 :
Finitions
Réalisation :
1. Décider des dimensions, forme et aspect désirés
2. Limer, poncer, scier ou graver le mortier si nécessaire
3. Nettoyer les irrégularités (si nécessaire) et poussière crées
4. Vernir, peindre comme voulu.
Matériel:
• Ponceuse
• Ciseau à bois
• Marteau
• Chiffons
• Echelle-escabeau
• Scie circulaire
• Equipement de protection
Conseils et remarques :
• Eviter les coups sur le renfort époxy. De même qu'une pierre, le mortier
époxy se cassera en éclats (de manière incontrôlée)
• Utiliser de préférence ponceuse et scie circulaire électriques
• Passer une couche de peinture ou vernis ignifuge. Cela peut améliorer la
résistance au feu du renfort.
• Eviter les percements dans le mortier époxy.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 114/126
Résumé de la mise en œuvre du renfort composite pou r about de poutre:
Etape 1:
Caractérisation et description des éléments de la s tructure bois et
plus précisément des éléments à réparer.
Etape 2 :
Assurer la sécurité par un maintien des éléments fa ibles ou à réparer par un étaiement adapté
Etape 3:
Couper la tête de poutre dégradée
Etape 4.
Réaliser des trous inclinés dans la parte saine du bois.
Etape 5.
Nettoyer les trous
Etape 6.
Coffrer la partie de la poutre à reconstituer.
Etape 7.
Couler la résine Epoxy dans les trous où sont logée s les barres de fibres .
Etape 8 .
Introduire les barres de fibres dans les trous
Etape 11.
Coulage du mortier dans le coffrage
Etape 9.
Préparation du mortier
Etape 12.
Araser le mortier Epoxy précédemment coulé dans le coffrage
Etape 13.
Enlever le coffrage
Etape 14.
Finitions
Etape 10.
Préparati on avant coulage
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7. Chantier pilote
7.1. Brève présentation du chantier
Type d'ouvrage : Caserio du 16ème siècle.
Ancienne cidrerie hors d'usage depuis le début du siècle dernier.
Ce caserio est classé par le Gouvernement Basque. Il y a donc obligation de
conserver la structure bois intérieure et les façades.
Situation géographique :
Commune: Elorrio
Zone: Vallée Iguria
Carte:
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 116/126
Pour plus d’informations, vous consulter la page Web:
http://www.elorrio.net/html/turismo/localizacion/situacion/default.asp?opcion=loc
alizacion&subopcion=situacion
Description :
Caserio d'environ 300 m2 avec structure extérieure en murs de pierre (grès
d'Igueldo) d'environ 50 cm d'épaisseur.
Façades
La structure intérieure est entièrement en bois, constituée d'un réseau de
poutres, poteaux et renforts en contreventements.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 117/126
Structure bois intérieure
Le Caserio a été agrandi au siècle dernier. Le toit a été surélevé
(agrandissement des murs extérieurs et ajouts de poteaux pour la structure
bois) et une nouvelle façade principale a été construite devant l'originale.
De l'ancienne façade, seul restent à l'intérieur: les pans de bois du premier
étage et le mur en pierre du RDC.
Le Caserio est inhabité depuis plusieurs décennies et est actuellement en
rénovation pour réaliser deux logements privés.
La structure bois classée par le Gouvernement Basque, est en très mauvais
état mais doit cependant être conservée, d'où l'emploi de méthodes de renforts
composites in-situ.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 118/126
Compte tenu du planning du chantier, les renforts composites époxy des abouts
de poutre ne pourront être mis en œuvre avant le mois de décembre.
La "Diputacion Foral de Bizkaia", en contact privilégié avec LABEIN, propose
de fournir un chantier permettant également de mettre en œuvre les renforts
composites durant les mois de juillet Août.
7.2. Présentation de la zone d'intervention
Compte tenu du cas d'étude du projet EGUR BERRIA, les renforts composites
seront réalisés sur des abouts de poutres en appui sur les murs extérieurs. Ces
abouts de poutres sont en mauvais état, accusent une perte importante de
section en raison de leur pourrissement, lui-même du à l'humidité du mur
poreux et des insectes présents.
Zones de renforts
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 119/126
La structure bois du caserio souffre aussi d'importantes dégradations (perte de
section) par pourrissement des bases des poteaux supportant le reste de la
structure.
Les modes constructifs de l'époque prévoyaient, en base des poteaux, un socle
en pierre sur le sol, servant de fondation.
La pierre étant poreuse, l'humidité remonte par capillarité jusqu'à contact avec
la base des poteaux, entraînant ainsi le pourrissement du bois et donc une
perte de section. Cette perte de section peut entraîner le péril de l'ensemble de
la structure bois.
Bases de poteaux dégradées
Le projet EGUR BERRIA, compte tenu de son budget et de ses délais n'a pas
permis d'étendre l'étude aux renforts de bases de poteaux, pathologie pourtant
très fréquente. Une suite du projet permettrait de développer des méthodes de
renforts composites in-situ pour tous les types d'éléments de structures bois
(poteaux, poutres, pans de bois, charpentes…).
Dans le cas présent, la structure étant protégée, les poteaux devront être
conservés. Les renforts composites in-situ n'ayant pas encore été étudiés et
diffusés auprès des entreprises de rénovation, les renforts seront réalisés par :
curage du bois dégradé, ajout de profilés métalliques ou pièces de bois… Ceci
engendre une perte d'esthétique et de volume habitable certaine.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 120/126
8. Diffusion du projet
Le projet EGUR BERRIA est un premier pas vers la démocratisation des
technologies de renforts in situ par composites et pour les structures bois.
Ainsi, la diffusion du projet et de ces résultats se fera auprès des entreprises de
restauration de structures bois mais aussi auprès des architectes, bureaux
d'études…
Le projet EGUR BERRIA, bien qu'étant allé bien au-delà d'une simple étude de
faisabilité, ne permettra qu'une sensibilisation des différents acteurs de la
restauration à ces technologies de renforts permettant la conservation du
patrimoine.
Le chemin vers la démocratisation et l'utilisation courante de ces technologies
est encore long. Les inconnues et le manque d'expérience sont encore
importants, dissuadant les entreprises de restauration à utiliser ces nouvelles
méthodes, les bureaux d'études à les valider ou les architectes à les préconiser.
L'acquisition de compétences en renforts composites dans la restauration bois
chez les entreprises, architectes et bureaux d'études ne sera possible que par
le développement d'un projet complet d'étude permettant de connaître toutes
les données nécessaires de calcul, de mise en œuvre, de rentabilité….
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 121/126
9. Conclusions générales et perspectives de suite
9.1. Conclusions générales : apports du projet EGUR BERRIA
a) Un ensemble de connaissances formalisées pour un procédé innovant
et peu connu :
Un état de l’art complet a permis de regrouper, dans un même document :
� Le recensement et la description sommaire de tous les types de renforts
traditionnels et composites pour les structures bois.
� Les caractéristiques physiques, mécaniques…des essences de bois les
plus utilisées dans la région.
� Un point complet sur la normalisation de la construction bois et des
éléments de renforts traités dans le projet EGUR BERRIA
� Un point sur la bibliographie de la construction bois et des renforts de
structures.
Cet état de l’art, lors de la diffusion du projet, sera une source d’informations
intéressante et complète pour les entreprises de la région et autres intervenants
de la restauration bois.
b) Une acquisition de savoir faire par l’expérience :
Le projet EGUR BERRIA a permis bien plus qu’un premier pas vers la
connaissance générale des nouvelles technologies de renforts par composites
« époxy-barres de fibres »
Au-delà de la connaissance théorique des renforts, basée sur le peu de
documentation disponible à ce sujet, ce projet d’études a en effet permis :
� d’acquérir des méthodes de calculs spécifiques aux renforts
composites
� d’identifier les différents fournisseurs de matériaux nécessaires à la mise
en œuvre des renforts ; les comparer et évaluer la qualité de leurs
produits pour ce type d’applications.
� de réaliser une batterie complète d’essais en laborato ires . Ces
essais avaient pour objectifs de vérifier l’exactitude des méthodes de
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 122/126
calculs, les propriétés des matériaux utilisés et leurs interfaces, les
modes de ruptures…
Les différents essais montrent que les matériaux choisis et les renforts
mis en œuvre ont des caractéristiques mécaniques et physiques tout à
fait en accord avec les nécessités réelles.
� de faire le point sur les difficultés de mise en œuvre de ces renforts,
de définir des règles de bonnes pratiques et des conseils
d’applications, de repérer les erreurs à éviter …
Ainsi, Le projet EGUR BERRIA a permis une acquisition de compétences et
connaissances certaine pour les Centres technologiques NOBATEK et LABEIN,
coordinateurs du projet.
c) Identification et levée des obstacles à la diffu sion de cette technologie :
Les recherches réalisées pour ce projet ont aussi permis de lever les possibles
doutes quant aux blocages dus aux propriétés intellectuelles, à la résistance au
feu, à l’aspect esthétique.
→ Actuellement aucun brevet ne protège l’utilisation des renforts composites
époxy-barres de fibres de verre pour abouts de poutres.
→ La résistance au feu est suffisante pour les divers types de construction
d’habitation.
→ Le renfort composite peut être peint, vernis, moulé, taillé…
Les entreprises de restauration de la région ont en effet besoin d’assurance par
rapport à ces interrogations. Il leur est en effet difficile de lever en raison de leur
manque d’expérience en la matière et la non diffusion d’information des
entreprises spécialisées. Ce point serait à traiter dans le cadre d’une poursuite
du projet.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 123/126
d) Constitution d’un premier réseau de partenaires qui pourront servir de
base à une future extension de l’opération :
La communication autour du projet et l’intégration d’entreprises de la région
Aquitaine-Euskadi, d’un architecte des bâtiments de France, d’un architecte du
patrimoine, de centres technologiques a déjà permis une première diffusion du
projet dans le monde de la restauration et un premier pas vers l’utilisation de
ces technologies dans la région.
9.2. Perspectives de suite au projet
Le projet EGUR BERRIA est une première étape vers la connaissance, la
diffusion et la démocratisation des renforts composites permettant des
réparations de structures bois in-situ et la conservation de notre patrimoine
historique.
Dans le cadre du fond Commun Aquitaine-Euskadi, le projet EGUR BERRIA
aura démontré l’intérêt de cette approche et aura constitué un premier socle
pour la diffusion de cette technologie.
Une suite du projet serait indispensable pour concrétiser et développer les
premiers acquis et enfin voir apparaître les premières applications de ces
réparations composites par les entreprises de la région.
Objectifs d’une suite du projet :
� Le projet EGUR BERRIA, compte tenu de son planning et de son
budget, n’a permis que l’étude des renforts en abouts de poutres
(pathologies très répandue). Il serait cependant nécessaire d’étendre
l’étude aux autres éléments de structures bois souffrant de pathologies
tels que : les bases de poteaux, les pans de bois en façades, les poutres
en travée…
Les structures de bois anciennes pourront ainsi être conservées en
presque totalité.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 124/126
� Au-delà de l’objectif « conservation du patrimoine », la question
économique de l’emploi de ces nouvelles technologies se pose. La suite
du projet permettra d’étudier en détails les aspects économiques des
renforts composites par rapport aux renforts traditionnels. Elle permettra
également d’étudier des optimisations de coûts de réparations
composites.
� Ce n’est qu’une fois la diffusion du projet faite auprès de tous les acteurs
de la restauration (architectes, entreprises, bureaux d’études,…), que
l’on pourra envisager l’application réelle et fréquente des renforts
composites et par là, la conservation quasi-totale des structures bois de
notre patrimoine.
Le projet EGUR BERRIA a permis une diffusion des premiers résultats
auprès des participants au projet. La suite des études prévoira une
diffusion complète et finalisée du projet, des expériences ; elle permettra
également :
o l’acceptation de ces nouvelles technologies par les bureaux
d’études (indispensable pour que les entreprises acceptent la
mise en œuvre des réparations)
o la rédaction et la diffusion d’un guide complet de bonnes pratiques
auprès des entreprises de restauration de la région.
o Une sensibilisation des architectes spécialisés en patrimoine et
restauration, souvent décideurs de technologies.
Une seconde phase de ce projet, orientée vers les objectifs décrits ci-dessus,
est aujourd’hui à l’étude.
Fonds communs Aquitaine-Euskadi Projet EGUR BERRIA Page 125/126
10. Divers
10.1. Réunions
- La première réunion du comité de pilotage a eu lieu à Bayonne le 31 Janvier
2006 au bureau des ABF.
Cette réunion avait pour but de :
• Introduire et présenter tous les acteurs du projet
• Rappeler les objectifs du projet et de ses différentes étapes
• Faire le point sur l’avancée du projet et planning
• Valider les étapes 3 et 4 du projet
• Commenter les étapes 5, 6 et 7 du projet
• Choisir/valider le chantier pilote et une entreprise locale pouvant être
intégrée au projet pour l’application des procédés de renfort.
• Définir la marche à suivre pour la diffusion du projet
• Intégrer divers commentaires
• Prévoir la prochaine Réunion du Comité de Pilotage
La présentation réalisée lors de cette réunion et le compte rendu de réunion ont
été diffusés auprès des différents acteurs du projet.
Ces documents sont aussi consultables dans les dossiers EGUR BERRIA de
NOBATEK et LABEIN.
- La deuxième réunion du comité de pilotage a eu lieu le 16 Mai 2006 à Bilbao
au sein des locaux du Centre Technologique LABEIN.
Cette réunion avait pour but de :
• Validation des points soulevés lors de la première réunion du 31/01/06
- Tenue au feu
- Propriété intellectuelle
- Coloration
- Divers points techniques
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• Faire le point sur l'avancée du projet
• Présenter et commenter les essais en laboratoires sur matériaux
constituant le renfort :
- les matériaux choisis
- les essais de caractérisation et de vérification des matériaux et
interfaces
• Commenter les essais sur poutre en laboratoire
• Présenter le chantier pilote
• Visiter le futur chantier pilote en Biscaye
La présentation réalisée lors de cette réunion et le compte rendu de réunion ont
été diffusés auprès des différents acteurs du projet.
Ces documents sont aussi consultables dans les dossiers EGUR BERRIA de
NOBATEK et LABEIN.
- Une dernière réunion du comité de pilotage est prévue le 19 Septembre 2006
à Bilbao au sein des locaux du centre technologique LABEIN et sur le chantier
pilote.
L'objectif principal de cette réunion est de présenter les renforts mis en place
sur un chantier réel et de les commenter. Les entreprises, architectes et
bureaux d'études désirant participer à cette réunion seront les bienvenus.
10.2. Documents produits
Le projet EGUR BERRIA a permis de rédiger et de diffuser quelques
documents de travail et d'information autour du renfort composite étudié :
• Présentation et compte rendu de la première réunion du comité de
pilotage
• Présentation et compte rendu de la seconde réunion du comité de
pilotage
• Rapport final