Etude structure d’un dôme en charpente bois : comprendre l’ouvrage pour sécuriser son exploitation
Contexte
Un dôme en charpente bois triangulée n’est pas un ouvrage courant.
Sa géométrie courbe, la multiplicité des noeuds d’assemblage, les ouvertures qui viennent interrompre la continuité du maillage: autant de paramètres qui rendent sa modélisation structurelle nettement plus complexe qu’une charpente traditionnelle.
Le dôme sonore du DART-ITEMM présente une particularité supplémentaire: conçu à l’origine pour être démonté et remonté au fil des événements (il avait notamment accueilli une performance de Jean-Michel Jarre lors de la biennale Le Mans Sonore 2024), il a finalement été décidé de l’implanter de façon permanente sur le campus manceau.
Ce changement de statut impose un regard neuf sur la structure: sans dossier de conception disponible et sans classe de résistance connue pour le bois utilisé, l’étude se situe à mi-chemin entre le diagnostic sur existant et le calcul pour un ouvrage neuf.
C’est dans ce cadre que CIDECO a été missionné pour caractériser les matériaux, reconstituer la géométrie de l’ouvrage et recalculer l’ensemble de la structure au regard des exigences actuelles des Eurocodes.
Interventions réalisées
Les investigations menées par CIDECO se sont déroulées en plusieurs phases complémentaires.
Une première campagne d’intervention sur site a permis de réaliser des relevés géométriques détaillés de la structure ainsi que des auscultations non destructives sur différents éléments bois.
Des mesures au résistographe ont notamment été effectuées afin d’identifier d’éventuelles hétérogénéités ou défauts internes dans les montants de la charpente.
En parallèle, des prélèvements d’échantillons de bois ont été réalisés pour conduire des essais mécaniques en laboratoire.
Ces essais ont permis d’évaluer la résistance du matériau, notamment en flexion et en compression.
Enfin, les informations collectées ont servi de base à un recalcul complet de la structure: modélisation numérique du dôme, application des charges réglementaires (vent, neige et charges permanentes) et vérification des différents éléments structurels et assemblages.
Méthodes et expertises mobilisées
Les auscultations non destructives au résistographe ont permis d’obtenir une première estimation de la qualité du bois.
Les résultats indiquent une classe de résistance comprise entre C22 et C27 selon cette méthode.
Les essais mécaniques réalisés en laboratoire ont ensuite permis d’affiner cette analyse.
Les résultats ont mis en évidence des performances mécaniques élevées, compatibles avec une classe de résistance supérieure ou égale à C24.
L’ensemble de ces données a été intégré dans une modélisation numérique de la structure, permettant de simuler le comportement du dôme sous différentes combinaisons de charges réglementaires.
Cette modélisation a également permis de vérifier la résistance des assemblages, des portiques au droit des ouvertures ainsi que des systèmes d’ancrage au support béton.
Valeur ajoutée
Ce diagnostic a permis de confirmer la bonne qualité mécanique du bois employé et la capacité de la structure à résister aux sollicitations réglementaires actuelles.
Les vérifications réalisées montrent que la structure du dôme respecte les critères de résistance et de stabilité définis par les Eurocodes, avec des taux de travail modérés sur les éléments structuraux et les assemblages.
Grâce à cette approche combinant investigations de terrain, essais en laboratoire et modélisation structurelle, CIDECO apporte au maître d’ouvrage une vision fiable du comportement de l’ouvrage et les éléments nécessaires pour envisager sereinement son exploitation ou ses évolutions futures.
Cette démarche s’inscrit dans un contexte d’innovation autour du dôme immersif développé par l’ITEMM, présenté en détail dans le projet : https://itemm.fr/itemm/le-dome-sonore-du-mans-un-futur-immersif-a-litemm/, permettant d’illustrer les usages et les enjeux associés à ce type de structure.
