Modélisation du comportement mécanique d'assemblages bois avec prise en compte de critères de rupture

Les liaisons par broches ou boulons, largement utilisees dans les structures en bois, sont concues pour transmettre des efforts de cisaillement et des moments de flexion entre les elements assembles tels que les poteaux et les poutres dans les portiques traditionnels. Pour ce type de liaison, les assemblages bois-bois sont souvent utilises avec ou sans renforcement par plaques collees ou contre-plaque ou autres materiaux. Pour repondre a certaines exigences architecturales, de resistance mecanique et de tenue au feu, les assemblages bois-bois sont souvent remplaces par des assemblages mixtes bois-metal ou la plaque metallique est protegee par des elements en bois. Des essais sont realises sur des assemblages bois-metal a organes multiples sollicites en traction parallele et perpendiculaire aux fibres et en flexion pour disposer de resultats experimentaux de reference. En se basant sur ces resultats, un modele elements finis 3D est developpe en utilisant les hypotheses suivantes : une loi materielle elasto-plastique non lineaire pour l'acier, des lois de contact et de frottement entre les broches metalliques et le bois et une loi elastique parfaitement plastique pour le bois sur la base du critere de Hill associe ou non au critere de Hoffman qui represente la rupture du bois. Pour la modelisation du materiau bois, qui est la partie la plus delicate, differentes approches sont utilisees dans la litterature. Il s'agit de modeles souvent bases sur des criteres de plasticite anisotrope comme celui de Hill. Cependant, ce critere ne prend pas en compte la dissymetrie du comportement du bois entre traction et compression et ne tient pas compte du caractere fragile du materiau en traction perpendiculaire au fil de cisaillement. Pour combler ces insuffisances, le critere de Hill est associe au critere de Hoffman qui represente l'evolution du dommage dans le materiau bois par une reduction du modele d'elasticite. Ce critere est particulierement adapte au comportement mecanique fragile de la traction perpendiculaire au fil du bois. Ainsi, le critere de Hill gere la plasticite bien acceptee pour les sollicitations du bois en compression et le critere de Hoffman est utilise pour representer le comportement fragile du bois en traction perpendiculaire et en cisaillement. La confrontation des resultats numeriques et experimentaux montre que le modele numerique propose represente de facon satisfaisante le comportement d'assemblages bois sous differents types de sollicitations. Le modele ainsi valide est utilise pour mener des etudes parametriques sur des configurations d'assemblages plus variees que celles des essais experimentaux. Sur la base des resultats du modele, des expressions analytiques portant sur la prediction du comportement des assemblages sont proposees ou verifiees.