AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR)
Abstract
La technique d’assemblage par goujons collés est souvent utilisée en réhabilitation des structures bois et présente un avantage esthétique certain, dans la mesure où ce type d’assemblages est quasi-invisible. Dans le but de définir des règles de dimensionnement de ce type d’assemblages, une large campagne expérimentale est menée pour évaluer la résistance mécanique de 70 éprouvettes, confectionnées avec des tiges filetées en acier insérées au centre de cubes en épicéa. Le collage est réalisé avec un adhésif époxyde structural. La configuration et l’instrumentation permettent d’évaluer avec précision la résistance et la rigidité de l’assemblage, selon la longueur de scellement de la tige dans le bois. Sur la base de ces essais, une modélisation par éléments finis (Castem 2009) est réalisée afin de reproduire en détail la configuration expérimentale. La première étape consiste en une calibration du modèle élastique, de sorte que les rigidités numériques correspondent aux rigidités expérimentales. La distribution des contraintes à l’interface bois/colle (lieu de rupture des assemblages) révèle des contraintes de traction transverse 5 à 7 fois plus élevées que les contraintes de cisaillement en tête de collage. Cette tendance s’inverse à partir d’une profondeur de collage de 2 millimètres, quelque soit la longueur de scellement étudiée. La modélisation met en évidence une présence importante du mode d’ouverture (mode I) en début de fissuration et la nécessité d’utiliser un critère de mode mixte (mode I + mode II) afin de décrire précisément le processus complet de rupture de ces assemblages. L’approche utilisée est basée sur la Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture équivalente. Ainsi, à partir des données expérimentales (courbes force-déplacement), il est possible d’estimer la résistance à la propagation de fissure des assemblages, ainsi que les parts respectives du mode I et du mode II dans cette résistance. Sur la base de ces résistances expérimentales, un critère de rupture en mode mixte est proposé. Il conduit à l’expression d’une formulation analytique, permettant l’estimation de la résistance effective à la propagation, ainsi que la longueur de fissure et la force au pic de charge de ces assemblages
