Cahier des charges de l'étude mécanique du mode de construction WikiHouse.

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1 Objet : Cahier des charges de l'étude mécanique du mode de construction. DoNovae Hervé BAILLY Baronnies Nantes Signataire A l'attention de 1. Introduction Présentation Architecture Détails des poutres... 5 a) Dimensions Modules avec et sans étage... 7 a) Module sans étage... 8 b) Module avec un étage Proposition de plan d'étude Carte des contraintes des modules avec et sans étage Recommandations sur la conception du module Suspension du module sans étage Modélisation Comparaison avec d'autres techniques de conception en bois Annexes Documents joints Glossaire CNC Sketchup Machine à commande numérique, désigne ici les fraiseuses numériques de découpe de panneaux de bois. Open source building system. Outil de CAO. 1 sur 10

2 Plugin DTU Module logiciel en langage Ruby qui propose des outils de CAO rendant l'édition des plans plus facile et efficace. Document Technique Unifié, c'est un document applicable aux marchés de travaux de bâtiment en France. Il est établi par la Commission Générale de Normalisation du Bâtiment. 1. Introduction Ce document constitue le cahier des charges proposé par DoNovae d'étude mécanique du mode de construction. est une plate-forme Open-Source qui promeut une méthode de construction modulaire d'habitation sous la forme d'un puzzle 3D de pièces de bois découpées dans des panneaux sur CNC. Le travail de conception se fait à partir de Sketchup. Il suffit d'aligner les pièces de lego, de les fusionner pour constituer des pièces les plus grandes possibles compatibles avec les panneaux choisis, et d'ajouter des jonctions type encoches, tenons/mortaises, pour raccorder les pièces. Tout s'emboite, seuls les panneaux extérieurs et intérieurs sont vissés sur les poutres. propose sa charte de construction, c'est l'équivalent d'une DTU française, sans pour autant comme toute DTU, donner des éléments de modélisation qui permettraient de jouer sur la géométrie de la structure, sur le choix des matériaux et valider que l'architecture répond aux normes de construction en vigueur. Dans le but de comprendre la méthode de construction, DoNovae a conçu un plan en CAO Sketchup d'un bungalow, adapté les outils -plugin et construit une maquette à l'échelle 1/6 du bungalow. 2 sur 10 diffusion interdite sans autorisation

3 Illustration 1: Maquette du Bungalow L'objectif de cette étude est de modéliser qualitativement et quantitativement l'architecture : + Qualitativement en cartographiant les zones de contraintes fortes de la structure dans le cadre d'une utilisation en habitation, en identifiant les éléments structurels et en déclinant une liste de recommandations de conception, comme : Le positionnement des zones de perçage. Le positionnement des pièces de jonction. Le positionnement des connecteurs. Le positionnement des panneau structurels. + Quantitativement, en calculant la charge maximale admissible en fonction des paramètres de l'architecture, comme : L'espacement des poutres. Le type de matériau. 3 sur 10

4 L'épaisseur des panneaux. 2. Présentation 2.1. Architecture Illustration 2: Architecture - Version4.2.skp L'architecture comprend + Des poutres composées de Frames : flancs Spacers : dessus et dessous des poutres Reinforcers : renforts aux coins + Connecteurs qui relient les poutres -connectors+ Panneaux latéraux -Panel-Ex et Panel-In- qui ferment le volume dessus et dessous, à l'intérieur et l'extérieur. + Panneaux latéraux -Lateral Wall Frames et Panels- qui ferment le volume devant et derrière, Ils n'ont pas de rôle structurel. 4 sur 10

5 2.2. Détails des poutres Illustration 3: Renforts llustration 4: Connecteurs principaux 5 sur 10

6 a) Dimensions llustration 5: Dimensions des poutres 6 sur 10

7 Illustration 6: Espacement des poutres 2.3. Modules avec et sans étage Dans le cadre de cette étude, il s'agira d'étudier deux modules, avec et sans étage. Les deux modules sont dessinés dans le fichier Version4.2.skp. 7 sur 10

8 a) Module sans étage Illustration 7: Module sans étage b) Module avec un étage Illustration 8: Module avec 1 étage 8 sur 10

9 3. Proposition de plan d'étude Le plan suivant est proposé tout en restant ouvert à d'autres approches. La structure est envisagée dans un premier temps sans tenir compte des assemblages, comme un volume monolithique caissonné. Le bâtiment est une habitation Carte des contraintes des modules avec et sans étage Il s'agit de représenter par échelle de couleurs sur les volumes 3D des 2 modules avec et sans étage, les contraintes dans la structure calculées à partir des poids propres et des charges d'exploitation de la structure considérée comme une habitation. On pourra faire d'autres simulations incluant d'autres contraintes supplémentaires comme un vent latéral fort Recommandations sur la conception du module A partir de la carte des contraintes identifier la position des éléments structurels de l'architecture -qui subissent contraintes fortes- parmi : + Frames, spacers, reinforcers. + Connectors. + Panels-Ex, Panels-In. Proposer des recommandations de conception, dont + Le positionnement des renforts (reinforcers) -typiquement au niveau des zones de contraintes fortes-. + Le positionnement des connecteurs -typiquement au niveau des zones de contraintes fortes+ Identification des panneaux structurels -typiquement au niveau des zones de contraintes fortes- qui nécessiteront un traitement particulier, collage, vissage... + Le positionnement des pièces de jonction -typiquement en dehors des zones de contraintes fortes-. + Le positionnement des ouvertures -typiquement en dehors des zones de contraintes fortes-. En conclusion, il s'agit de proposer pour les 2 modules avec et sans étage, une architecture optimale, comportant un nombre optimal de connecteurs et de renforts. 9 sur 10

10 3.3. Suspension du module sans étage Etudier la possibilité de suspendre le module sans étage à partir des 9 points d'ancrage du toit Modélisation Il s'agit de réaliser pour les 2 architectures optimales des modules avec et sans étage, les courbes de contrainte maximale de charges verticales et latérales -ventavec un coefficient de sécurité de 2, en fonction : + Du module d'young du matériau des panneaux. + De l'épaisseur des panneaux. + De l'espacement entre les poutres -frames Comparaison avec d'autres techniques de conception en bois Il s'agit d'étudier un tableau comparatif des différentes techniques de construction en bois -ossature bois, poteaux-poutres, bois empilé, bois lamellé-croisé. Techniques Comparaison des techniques de construction bois Facilité Facilité Coût Coût Coût Domaine Note rapidité rapidité Ecologie bois usinage global application 1-5 Conception Montage Ossature bois Poteaux-poutres Bois empilé Bois lamellé-croisé 4. Annexes 4.1. Documents joints Références v4.2releasenotesreadme.pdf Version4.2.skp Charte de construction Fichier Sketchup d'une construction 10 sur 10