- Enseignement et recherche de la structure bois au Québec - Exemple de création d’un produit d’ingénierie du bois

Les midis de la foresterie 21 janvier 2016

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Sylvain Ménard, ing., Ph.D.

http://www.mrn.gouv.qc.ca/publications/forets/entreprises/charte-bois.pdf 2

http://www.mffp.gouv.qc.ca/forets/entreprises/entreprises-transformation-charte.jsp#documentation

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http://www.mffp.gouv.qc.ca/forets/entreprises/entreprises-transformation-charte.jsp#documentation

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Le secteur de la construction au Canada • 40 % de la consommation d'énergie • 25 % des déchets solides au Canada • 50 % des ressources primaires • 39 % d’émissions CO2 • 14 % d’eau potable

Réchauffement climatique, COP 21

Claude Villeneuve Chaire en éco-conseil

Département des sciences fondamentales UQAC

6 Source : Cecobois

Codes Normes

Réglementations

L’ingénieur

L’origine du mot (Étymologie) vient :

1. Des spécialistes de l’acier 2. Des spécialistes du bois 3. Des spécialistes du béton

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Source : ENSTIB

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Architecture Génie du bois

Génie civil Construction bois

?????

Architectes : Herzog+ partner Ingénieurs structure: IEZ Natterer GmbH, Ingenieurbüro Bertsche, Ingenieurbüro kgs

Schéma directeur 2013-2018

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Filière bois dans la construction Filière agro-alimentaire Filière bois-énergie

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Professeur Sylvain Ménard Coordonnées (418) 545 5011, poste 2559 Sylvain_Menard@uqac.ca

MATÉRIAUX RENOUVELABLES POUR L’INGÉNIEUR BASES DE CONCEPTION DES STRUCTURES EN BOIS

MÉTHODES D’ANALYSE DES STRUCTURES I, II INGÉNIERIE MÉTHODES ET PRATIQUES I, II PROJET DE SYNTHÈSE EN INGÉNIERIE I, II

MODÉLISATION EN GÉNIE CIVIL RÉHABILITATION ET ENTRETIEN DES STRUCTURES

Département des Sciences appliquées 14

• CISC – ICCA. Handbook of steel construction, 2011, 10e édition, 3e impression, 1029 pages. • CWC – CCDB. Manuel de calcul des charpentes en bois 2012, 2012, 6e édition, 816 pages. • .Normes CSA. Règles de calcul des charpentes en bois 086-09, 2011, 3e impression, 256 pages. • Cecobois. Guide technique sur la conception de bâtiments à ossature légère en bois, 2013, 72 pages. • Cecobois. Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale, 2009, 54 pages. • CWC – CCDB. Tall walls workbook, 2007, 74 pages. • CHAALLAL, Omar. Structure en béton armé, Calcul selon la norme A23.3-04, Presses de l’Université du Québec, 2012 • Association Canadienne du ciment. Concrete design handbook, 2006, 3e Édition. • Normes CSA. Design of steel structures S16-09, 2009, 234 pages. • Simpson Strong Tie, www.strongtie.com, consulté le 2014-04-01. • LVL Global, LVL global linteaux, poutres et colonnes 2.0E-3300Fb Guide de l’utilisation. • BEAULIEU, et cie. Calcul des charpentes d’acier Tome 1, 2008, 2e Édition, 794 pages. • BEAULIEU, et cie. Calcul des charpentes d’acier Tome 2, 2010, 1ere Édition, 636 pages. • Régie du bâtiment du Québec. Code de construction du Québec. • Gouvernement du Canada. Code national du bâtiment, 2005.

Projet étudiant

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Source : Nicolas Savard, UQAC

Visites industrielles et de sites

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Sources : Nordic, MLG, Chantiers Chibougamau

Défi Cecobois

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Concours national de Pont Troitsky Université de Concordia

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Maîtrise professionnelle Génie civil

9 à 12 crédits des cours de spécialité

• Prévision hydrologique d’ensemble • Hydrogéologie et géomécanique • Mécanique des milieux continus • Bois, produits du bois et systèmes constructifs • Conception des structures en bois • Analyse des risques en génie civil • Analyse dynamique des structures 20

http://programmes.uqac.ca/0723

Programme court de 2e cycle à distance Utilisation du bois dans la construction

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Formation continue

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Formation continue

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Recherche université standard

Recherche université stratégique

Recherche FPInnovations

Recherche en industrie

Horizon de temps

Nive

au th

éoriq

ue

Recherches

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Construction Écoresponsabilité

Matériaux bois

Conception intégrée

Analyse de cycle de vie

Construire Système constructifs Matériaux

Logistique des chantiers

Opérer le bâtiment

Durabilité Efficacité énergétique

Matériaux à changement de phase

Appel d’offre publique Développement de matériaux

Résille structurale

Architecture

Génie mécanique

Génie civil

Génie industriel

Génie du bois

Management

Design industriel

Design-build

Matériaux fonctionnel

Post occupation

Ambiances physique

Chaine de valeur

Codes et normes

Simulations énergétiques

Bénéfices environnementaux

Collaboration

Modèles d’affaire

Chimie

Certifications de bâtiment

Contexte

Collaboration autres universités : CIRCERB

Exemple : Université Laval

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Multidisciplinarité + chaîne de valeur

Concepteurs

Maîtres d’œuvres

Utilisateurs

coarchitecture

Partenaires

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AXE 3: Utiliser les produits et systèmes innovants et analyser leurs performances environnementales Responsable : Sylvain Ménard

AXE 2:Transformer la ressource et concevoir des produits écoresponsables Responsable : Bruno Chabot

AXE 1: Connaître et caractériser la ressource renouvelable Responsable : Ahmed Koubaa

AXE 4: Accéder aux marchés Responsable : Nancy Gélinas

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Thèmes de recherches en développement à l’UQAC

• Multiétages • Structures hybrides • Acoustique, vibration • Préfabrication

Architecte : Lemay architecte et les architectes associés Ingénieur en structure : Cégertec

Source : Guide technique pour les bâtiments de grandes hauteurs, FPInnovations

13 étages, résidentiel, Québec

14 étages résidentiel /commercial Ottawa

Les multiétages au Canada

Japon 7e siècle

Hōryū-ji

Chine 11e siècle

ShanXi

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Histoire du bois dans la structure

« une religion de progrès, qui veut que les matériaux les plus nouveaux soient forcément les meilleurs »

Sequoia sp.p.

100 m

10 m

Elancement de 5… Elancement de 10 ! le rêve de l’ingénieur...

Dans l’exceptionnel….

« Burj Khalifa à Dubaï »

170 m

828 m

730 m

Sky City Tower Changsha, Chine

838m

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Course vers la hauteur

15 m

0.30 m

Elancement de 50 Du jamais vu… L’Épinette noire

Et que fait la nature ?

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Les experts travaillent en équipe

Client Architecte

Résultat Contracteur

Ingénieur

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Conception intégrée écoresponsable

Les experts en équipe L’approche

des systèmes innovants

Prévention constructive

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Exemple de création d’un produits à valeur ajoutée

en bois

Sculpture, modélerie: Le Tilleul Grain fin, stable, homogène

Meuble, Crosse d’armes, décoration modélerie: Le Noyer Stable, veinage, Faible fissilité

Produit d’ingénierie d’apparence

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La nature des extractibles (tannins) l’imperméabilité: Chêne

Les singularités: l’Érable

La durabilité naturelle: Le cèdre blanc

Produit d’ingénierie d’apparence

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Les produits d’ingénierie du bois semi-structuraux

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Les produits d’ingénierie du bois structuraux

Source : FPInnovations

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Poutrelles triangulées en bois, à membrures parallèles et diagonales aboutées, comme système porteur principal de structures horizontales

Thèse No 2010 (2000)

PRÉSENTÉE AU DÉPARTEMENT DE GÉNIE CIVIL ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE POUR L’OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ÈS SCIENCES TECHNIQUES PAR Sylvain MÉNARD DEA en Sciences du bois, Université de Nancy I, France de nationalités française et canadienne

acceptée sur proposition du Jury :

Prof. R. Favre, président Prof. J.-L. Sandoz, directeur de thèse Dr R. Beauregard, rapporteur Prof. G. Duchanois, rapporteur Prof. Th. Keller, rapporteur Prof. P. Morlier, rapporteur Prof. J. Natterer, rapporteur Prof. C. Sigrist, rapporteur Dr R. Steiger, rapporteur Lausanne, EPFL

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Le Groupe Distribution Toiture Mauricienne Barrette Structural

www.openjoisttriforce.com

Source : Cecobois

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Une innovation technologique

l La solive Ajourée 2000® est constituée de semelles en bois jointées reliées entre elles par des diagonales en bois

l Création d ’un nœud d ’assemblage original : Triple aboutage angulaire par entures multiples

l Adhésif structural et résistant aux intempéries

l Aboutage angulaire : Innovation totale pour le bois

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Source : Mario Labrie

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Produits d’ingénierie du bois structural

Les Avantages d’être Ajourée

l Facilité d’installation : Passage aisé des conduits de ventilation, des fils électriques et de la plomberie

l Conduits mécaniques à l’intérieur du plancher afin d ’éviter un “plafond surbaissé”

l Aucun perçage et coupage pour le passage de la mécanique : Aucune Faiblesse au niveau des membrures d ’âmes

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Source : www.openjoisttriforce.com

Solive Ajourée Triforce

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Source : Barrette Structural

Plan de montage

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Source : www.openjoisttriforce.com

Calculs

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Source : www.openjoisttriforce.com

Solive Ajourée 2000® Testée Individuellement

l Chaque solive est testée individuellement à 2.1 fois la charge totale de travail prévue

l Une assurance d ’un produit de qualité livré sur le chantier

l Le contrôle de qualité est rigoureusement inspecté par une agence d ’ingénierie indépendante reconnue

l La solive ajourée 2000 est actuellement sur le marché la seule composante de plancher testée individuellement à la sortie de l ’usine

Source : Distribution Toiture Mauricienne, Barrette Structural

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Licenciés

Source : Distribution Toiture Mauricienne, Barrette Structural 53

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Solive Ajourée Triforce

Département de R&D l Développement nouveaux Produits

l Développement nouveaux

équipements

Source : Distribution Toiture Mauricienne, Barrette Structural

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En équipe vers de nouveaux sommets

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En équipe vers de nouveaux sommets

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Ensemble vers de nouveaux sommets

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Nos projets en construction en bois ensemble vers de nouveaux sommets

Sylvain Ménard Ph.D., ing.

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