A propos de la résistance sismique, il existe un certain nombre de mythes qui remettent en question la capacité du bois à résister correctement en cas de tremblement de terre. Cependant, sa ductilité lui permet de se déformer plastiquement sans se casser, absorbant et dissipant l’énergie générée par le mouvement et les vibrations. De plus, contrairement à l’acier ou au béton, le bois est un matériau léger avec un bon rapport résistance/poids, ce qui lui permet de résister aux forces sismiques sans ajouter de charge excessive à la construction. Cela a été largement vérifié dans des structures à plus petite échelle à travers le monde, mais comment un bâtiment en bois massif de grande hauteur se comporte-t-il face à un tremblement de terre ?
Pour dissiper les doutes, le projet Tallwood a récemment érigé un bâtiment de 9 niveaux en bois lamellé-croisé (CLT) à l’Université de Californie à San Diego (UCSD). La structure a été testée sur une table vibrante qui simulait le tremblement de terre de Northridge en 1994 à Los Angeles, de magnitude 6,7, et le tremblement de terre de Chi-Chi en 1999 à Taïwan, de magnitude 7,7.
Les bâtiments en bois massif, construits avec des couches de bois collées ensemble, sont de plus en plus courants dans les villes du monde entier car ils sont considérés comme une alternative respectueuse de l’environnement en raison de leur faible bilan carbone. C’est particulièrement le cas dans plusieurs États d’Amérique ou d’Europe, où les mises à jour du Code international du bâtiment (IBC) ont permis des augmentations progressives de la hauteur de ces bâtiments. Les mises à jour fournissent également des directives détaillées pour la conception et la construction, ainsi que des exigences en matière de résistance au feu, de capacité de charge et de protection sismique.
Pour recueillir des données concrètes et valider une méthodologie de conception sismique pour les grands bâtiments en bois, la National Science Foundation (NSF) des États-Unis a alloué 17 millions de dollars pour mettre à niveau le plus grand simulateur de tremblement de terre extérieur au monde. Cette table vibrante fait partie du réseau d’infrastructure de recherche en ingénierie des risques naturels de la NSF et a la capacité de transporter et de secouer des structures pesant jusqu’à 2 000 tonnes métriques, soit l’équivalent de 1 300 berlines. Le simulateur reproduit avec précision les mouvements du sol en 3D complets subis lors des tremblements de terre, englobant le mouvement dans les six degrés de liberté : longitudinal, latéral, vertical, roulis, tangage et lacet.
Le bâtiment Tallwood, conçu par LEVER Architecture et fabriqué par Timberlab à l’aide de produits en bois massif, atteint 10 niveaux.
Selon les architectes, « La conception, développée comme un prototype typique du marché, se distingue par ses murs basculants en bois massif, qui permettent à la structure de basculer et de se recentrer lors d’un tremblement de terre, sans endommager le système structurel primaire. Des tiges d’acier tendues s’étendant sur toute la hauteur de chaque mur à bascule, ainsi que des plaques de flexion en forme de U (UFP) remplaçables à chaque niveau de sol, absorbent la force d’un événement sismique. Le concept dépasse les exigences de base en matière de performances de sécurité des personnes en créant une solution facilement réparable, évitant d’avoir à démolir le bâtiment suite à un tremblement de terre. »
Au cours des tests, 800 capteurs ont collecté des données cruciales qui permettront le développement et l’étalonnage de modèles informatiques pour aider les ingénieurs à concevoir des bâtiments similaires dans le monde réel. Les quatre étages supérieurs vont maintenant être démantelés pour d’autres tests axés sur la réutilisation du matériau à la fin de sa durée de vie utile.
Le projet a été soutenu par la National Science Foundation des États-Unis et un consortium d’universités, dont la Colorado School of Mines (chef de file), l’Université du Nevada (Reno), l’Université de l’État du Colorado, l’Université de Washington, l’Université de l’État de Washington, l’Université de Californie (San Diego ), Université d’État de l’Oregon et Université Lehigh. Le projet a également reçu le soutien du US Forest Service, du Forest Products Laboratory et d’un certain nombre de partenaires industriels.
Plus d’infos : Projet Tallwood
Crédit photos : David Baillot / Jacobs School of Engineering / Université de Californie à San Diego
(source)
