Soutenance de Thèse de Sarra Bouhlel

Avant le XIXᵉ siècle, la construction utilisait principalement du bois vert. Cette pratique, courante à l’époque, pouvait entraîner des déformations ainsi que des pathologies structurelles irréversibles lors du séchage du matériau. Dans le cadre de cette thèse, un diagnostic mécanique a été réalisé sur un monument historique construit en bois vert de chêne et datant du XVIᵉ siècle, la halle de Villeréal, afin d’identifier les origines des désordres observés sur cet édifice ainsi que leurs éventuels impacts sur la durabilité de l’ouvrage.

Pour tester l’hypothèse selon laquelle le séchage du bois vert pourrait être à l’origine de certaines dégradations, une maquette réduite à l’échelle 1/3 du rez-de-chaussée de la halle a été construite en bois vert de chêne et exposée en extérieur, dans des conditions climatiques réelles. Cette maquette a été conçue en respectant les lois de similitude afin de reproduire fidèlement l’état initial de la structure, y compris la méthode traditionnelle d’équarrissage à la doloire.

Un dispositif de monitoring a été mis en place pour mesurer les réponses mécaniques différées des éléments au cours du séchage et évaluer l’interaction entre le matériau bois vert et la structure. Exposé à un climat variable, le bois présente une déformation hygroscopique principalement pilotée par les cycles hygrométriques saisonniers, tandis que les fluctuations journalières n’induisent que des variations dimensionnelles réversibles, d’amplitude négligeable.

L’observation des déplacements relatifs entre poteau et poutre dans une zone d’assemblage de type tenon-mortaise faiblement sollicitée montre que le retrait longitudinal de la poutre peut être considéré comme négligeable, tandis que les jeux constatés proviennent essentiellement du retrait transversal du poteau. Pour des assemblages soumis à des sollicitations plus importantes, les jeux observés résultent de la combinaison d’un effet hygroscopique du poteau et d’un effet mécanique lié à la flexion de la poutre, la part mécanique dépendant de l’intensité du chargement appliqué, des propriétés mécaniques de la poutre et de la raideur des assemblages.

En complément, une modélisation numérique a été développée afin de prédire le comportement hygro-mécanique à long terme des éléments structurels soumis aux mêmes conditions climatiques réelles in situ. Ce modèle repose sur une description rhéologique intégrant une déformation hygroscopique libre, une déformation élastique et une déformation mécanosorptive, permettant ainsi d’obtenir une bonne corrélation entre les résultats expérimentaux et numériques, et d’évaluer l’évolution temporelle de l’état hydrique des éléments, après ajustement de certains paramètres.

Ces approches expérimentale et numérique visent à mieux étudier les paramètres influençant la cinétique de séchage, notamment le débit, les dimensions des sections, les propriétés hygroscopiques du matériau et les conditions aux limites de type convectif et apportent ainsi des éléments essentiels à la compréhension du comportement des structures en bois vert, contribuant à une meilleure évaluation de leur durabilité à long terme et à la conservation du patrimoine bâti.