Assemblage par tiges collées pour charpente hors norme

Par rapport à une technique d'assemblage traditionnelle, un procédé par tiges collées permet de transmettre les efforts de l'ouvrage sans augmenter la section des pièces de bois en lamellé-collé.

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Abritant quelque 2 de bassins, de toboggans et d'espaces de détente, l'Aqualagon est le nouvel équipement phare du programme d'aménagement touristique des Villages Nature Paris, à Marne-la-Vallée. Le bâtiment conçu par l'agence Jacques Ferrier s'inspire des pyramides à degrés et se déploie sur 27 m de hauteur, 55 m de profondeur et 110 m de long. Son enveloppe de verre et ses cheminements extérieurs en terrasse s'appuient sur une structure mixte en bois, béton et acier, dont les poutres en lamellé-collé décrivent de gigantesques boomerangs. D'une portée pouvant atteindre 30 m, les poutres reposent d'une part sur des poutres métalliques, d'autre part sur la « Tour de l'eau », une structure arborescente en bois-métal implantée au cœur du bâtiment. Quelques poteaux en béton armé servent d'appuis ponctuels.

Le projet initial développé par la maîtrise d'œuvre, imaginé en lamibois avec assemblage par tiges collées selon l'Atec de la société Simo-nin, a été remporté par l'entreprise Arbonis, qui obtient le marché en groupement avec Chantiers modernes Construction. Le lamibois a été remplacé par le lamellé-collé et le choix des assemblages collés maintenu.

Tests et critères de vérification

La société Arbonis, n'ayant pu reprendre l'Atec de l'entreprise Simonin, décide de développer son propre procédé dans le cadre d'une Atex de type B. Elle travaille à cet effet avec le Lermab et l'Enstib, avec lesquels elle mène plusieurs campagnes d'essais pour caractériser les assemblages par tiges collées, définir leurs critères de vérification ainsi que les méthodes de dimensionnement et de fabrication : des essais de traction unitaire sur quatre familles de quinze éprouvettes, détermination du moment caractéristique à rupture sous moment pur, à 90°, avec un angle et sous torseur plan complet. Les assemblages sont réalisés sur des portions de poutres en lamellé-collé de 28 cm d'épaisseur, avec des angles variables ou des angles doubles. La qualité de la mise en œuvre et la maîtrise des conditions de température (entre 10 et 30 °C) et d'hygrométrie (30 à 70 % d'humidité) étant déterminantes, les scellements ont lieu en atelier.

Les sections des poutres sont préalablement percées par usinage à commande numérique afin de recevoir le nombre souhaité de tiges métalliques de Ø 20 ou 24 mm. Certaines liaisons comportent jusqu'à seize tiges de diamètre 24 mm et douze de 20 mm. Des trous sont par ailleurs effectués pour injecter la résine époxy et d'autres pour servir d'évent au surplus de colle. Les tiges sont mises en place à l'intérieur des réservations et centrées à l'aide de cales en plastique. Le collage est effectif en quelques heures. Une fois acheminés sur chantier, les éléments de poutre finissent d'être aboutés et liaisonnés au moyen de ferrures boulonnées.

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