VIBOIS : comportement vibratoire plancher bois et confort lié à la marche

12.102020

Acoustique

Projet en cours

Le confort des personnes face aux vibrations mécaniques et au rayonnement acoustique est prépondérant dans la définition de la qualité d’un bâtiment. Dans ce contexte, le projet VIBOIS vise à analyser le comportement vibratoire des planchers sous différentes sollicitations, expérimentalement et numériquement, en fonction des dispositions constructives mises en œuvre. La compréhension des phénomènes physiques intervenant dans le processus ainsi que les résultats expérimentaux permettront d’aboutir à des règles de dimensionnement.

Contexte de l'étude

Les planchers bois sont plus légers que leur homologue acier et béton, et sont donc plus sensibles aux problèmes vibratoires et acoustiques. Lors de la marche, la sollicitation dynamique imposée par l’usager est susceptible d’induire des accélérations qui pourraient être nuisibles au confort de l’usager lui-même ou des autres occupants du bâtiment. La norme ISO 10137 [1] définit des seuils d’accélérations acceptables.

Les planchers en bois doivent donc intégrer dans leur dimensionnement la problématique vibratoire, qui s’ajoute aux critères statiques sur la rigidité. Le projet VIBOIS vise à donner une méthodologie pour déterminer les propriétés d’un plancher lors de sa phase de conception et d’estimer les accélérations qui pourrait être induites par la marche.

Travaux réalisés

Déroulé du projet

Le projet s’est déroulé suivant trois aspect distincts. Des planchers CLT et solive-OSB de différentes dimensions ont été conçus pour des essais en laboratoire. Un modèle numérique a été développé et a été validé à l’aide des essais. Enfin, des formules ont pu être établis sous la base de considérations analytiques et du modèle numérique pour permettre de calculer simplement les propriétés du plancher et définir une méthodologie de dimensionnement.

Aspect expérimental

Analyse modal

L’analyse modale permet d’identifier les déformées principales du plancher et les fréquences pour lequel le plancher est susceptible d’entrer en résonnance. L’essai est réalisé à l’aide d’accéléromètres collés aux différents points d’un maillage dessiné sur le plancher. Grâce à ces essais, il est possible d’identifier les fréquences et la forme des premiers modes de la structure.

Essai de marche

Environ 70 personnes au total ont marché sur les deux planchers instrumentés et les accélérations induites par leurs pas ont pu être mesurées. Ces essais donnent un échantillon statistique d’individu qui ont sollicité plus ou moins le plancher suivant leur démarche. L’objectif est d’aboutir à un critère qui permette d’obtenir des accélérations conservatrices vis-à-vis de la majorité des essais.