Modèles multi-physiques performants et robustes dans le domaine de la construction hybride en bois

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La simulation numérique du comportement des structures ou d'assemblages bois, faisant intervenir de fortes non-linéarités (géométriques, matérielles, contact/frottement) et des couplages multiphysiques (température, humidité), dans un contexte multi-matériaux, est un domaine très complexe et représente un vrai défi. Il est souvent nécessaire d'opérer des choix pertinents en ce qui concerne les modèles de comportement. Ces choix vont du plus basique (simple) au plus détaillé (complexe) et le meilleur compromis reste, sans doute, le choix qui garantit à la fois la qualité des prédictions et la robustesse de la simulation. La simplification est nécessaire mais elle ne doit pas être au détriment de la prédictivité des modèles (phénomènes physiques). En effet, les approches non prédictives sont certes avantageuses mais limitent les domaines d'application et d'utilisation des modèles. Le domaine technologique concerné par ce projet est celui de la construction hybride en bois. Ce domaine est en plein essor avec des recherches expérimentales portant principalement sur le développement et l'expérimentation de nouveaux systèmes constructifs hybrides. Désormais, les structures hybrides associant le bois apparaissent comme une solution pouvant allier performance, durabilité, intérêt économique et expression architecturale dans les bâtiments multiétages et ouvrages d'art. Le comportement (performance, durabilité, etc.) des structures hybrides en bois est affecté par les gradients d'humidité et de température (basse et haute température en cas d'incendie), les champs mécaniques des matériaux constitutifs, les discontinuités à l'interface et les liaisons des matériaux, et par les phénomènes physiques, spécifiques au bois, mis en jeu lors de l'exposition au feu ou aux conditions climatiques sévères et agressives du Canada. Tous ces phénomènes et spécificités doivent être pris en compte dans une approche de modélisation par éléments finis à couplage multiphysique pour comprendre les mécanismes de dégradation qui affectent les performances et la durabilité des ce type de structures. On vise à anticiper l'utilisation et optimiser les performances et la durabilité des structures hybrides, à accompagner l'ingénierie et l'innovation industrielles et à anticiper l'évolution normative. Les développements envisagés ciblent des aspects fondamentaux et s'inscrivent dans la continuité logique de mes travaux antérieurs et actuels et visent des apports originaux au regard de la littérature, tant sur l'aspect fondamental qu'applicatif. En effet, une attention particulière sera portée au potentiel d'utilisation de l'aluminium dans les parties structurales. Ce matériau représente un intérêt économique majeur pour le Canada et présente des avantages, notamment son rapport masse/résistance élevé, sa résistance à la corrosion, etc. Mais cela amène des grands défis sur les plans vibratoire, variations dimensionnelles sous l'effet de la température et sécurité incendie.