Ponts composites bois-béton collaborant en portée simple : théorie, essais et conception

Avec le vieillissement des infrastructures routières au Québec, plusieurs ponts de courte portée devront être reconstruits à neuf au cours des prochaines années. La pratique usuelle est de les concevoir entièrement en béton ou en systèmes mixtes acier-béton. Toutefois, avec l’avancement de la recherche dans le domaine du bois, le système hybride bois-béton est envisageable. Le but est de tirer profit des avantages de chaque matériau en les disposant aux endroits appropriés. Le tablier du pont est constitué d’une dalle de béton qui agit en compression et protège des intempéries les poutres en bois lamellé-collé qui résistent en traction. L’enjeu est la capacité de lier efficacement ces deux matériaux pour qu’ils puissent reprendre les efforts dus aux charges de conception avec un glissement d’interface minimal. De nombreux chercheurs ont proposé diverses méthodes pour répondre à cette problématique. Les connecteurs locaux (vis, clous) sont moins rigides et se déforment beaucoup à l’ultime. À l’inverse, les connecteurs continus offrent une rigidité très élevée, de petits déplacements à rupture sans négliger la plasticité du système. Pour cette raison, le connecteur choisi est le HBV Shear, une mince bande d’acier de 90mm de hauteur perforée de trous de 10mm. Sa moitié inférieure est collée dans une fente pratiquée dans la poutre et la partie supérieure est immergée dans le béton. Pour caractériser le comportement du connecteur, dix essais en cisaillement simple ont été effectués. Ils ont permis de quantifier la rigidité et d’apprécier la ductilité qui s’installe dans le système par l’ajout de l’acier. Par la suite, six poutres hybrides simple de 4 m, deux systèmes à poutres double de 4m et deux poutres hybrides de 12m de portée ont été amenées à la rupture en flexion. Ces essais ont montré que le connecteur se brisait sous l’effort de manière ductile avant la rupture fragile de la poutre en bois. Les résultats ont aussi prouvé que les méthodes de calculs utilisées estiment correctement la séquence de rupture ainsi que le comportement du système avec une très grande efficacité. Finalement, un tablier de pont composite a été conçu pour résister aux efforts à l’ultime, en service et à long terme.

Impact des techniques de fermeture utérine lors de la césarienne

Contexte: La césarienne est une procédure chirurgicale qui survient dans plus du quart des accouchements en Amérique du Nord. Les techniques chirurgicales de fermeture de l’utérus lors de la césarienne sont variées, influencent la cicatrisation et le risque de complications chez la femme à court et long terme. Il a été suggéré que la fermeture en un plan barré augmentait le risque de rupture de l’utérus et de défaut de cicatrisation de l’utérus. Cependant, en l’absence d’un haut niveau d’évidence, cette technique est toujours pratiquée au Canada et en Amérique du Nord. Objectif: Comparer l’impact des différentes techniques de fermeture de l’utérus lors de la césarienne sur les complications maternelles à court et long terme. Méthode : Trois revues systématiques et méta-analyses d’études observationnelles ou d’essais randomisés contrôlés (ECR) ont été réalisées. La prévalence des défauts de cicatrisation et les issues à court et long terme ont été comparées entre les techniques de fermeture de l’utérus. Par la suite, un essai randomisé contrôlé a évalué trois techniques de fermeture de l’utérus : un plan barré, deux plans barrés et deux plans non barrés excluant la déciduale, chez 81 femmes avec une césarienne primaire élective à ≥ 38 semaines de grossesse. L’épaisseur du myomètre résiduel a été mesurée six mois après la césarienne à l’aide d’une échographie transvaginale et comparée par un test t de Student. Résultats : Les résultats des revues systématiques et méta-analyses ont montré que 37% à 59% des femmes présentaient un défaut de cicatrisation de l’utérus après leur césarienne. Concernant les complications à court terme, les types de fermeture de l’utérus étudiés sont comparables, à l’exception de la fermeture en un plan barré qui est associée à un temps opératoire plus court que celle en deux plans (-6.1 minutes, 95% intervalle de confiance (IC) -8.7 à -3.4, p<0.001). Les fermetures de l’utérus en un plan barré sont associées à plus de risque de rupture utérine qu’une fermeture en deux plans barrés (rapport de cote 4.96; IC 95%: 2.58–9.52, P< 0.001). L’ECR a également démontré que la fermeture de l’utérus en un plan barré était associée à une épaisseur du myomètre résiduel plus mince que la fermeture en deux plans non barrés excluant la déciduale (3.8 ± 1.6 mm vs 6.1 ± 2.2 mm; p< 0.001). Finalement, aucune différence significative n’a été détectée concernant la fréquence des points d’hémostases entre les techniques (p=1.000). Conclusion : Lors d’une césarienne élective primaire à terme, une fermeture en deux plans non barrés est associée à un myomètre plus épais qu’une fermeture en un plan barré, sans augmenter le recours à des points d’hémostase. De plus, il est suggéré que la fermeture en deux plans réduirait le risque de rupture utérine lors d’une prochaine grossesse. Finalement, la fermeture chez les femmes en travail doit être plus étudiée.

Stratégie d'amélioration de la résistance mécanique des zones de connecteurs

Le bois subit une demande croissante comme matériau de construction dans les bâtiments de grandes dimensions. Ses qualités de matériau renouvelable et esthétique le rendent attrayant pour les architectes. Lorsque comparé à des produits fonctionnellement équivalents, il apparait que le bois permet de réduire la consommation d’énergie non-renouvelable. Sa transformation nécessite une quantité d’énergie inférieure que l’acier et le béton. Par ailleurs, par son origine biologique, une structure en bois permet de stocker du carbone biogénique pour la durée de vie du bâtiment. Maintenant permis jusqu’à six étages de hauteur au Canada, les bâtiments de grande taille en bois relèvent des défis de conception. Lors du dimensionnement des structures, les zones des connecteurs sont souvent les points critiques. Effectivement, les contraintes y sont maximales. Les structures peuvent alors apparaitre massives et diminuer l’innovation architecturale. De nouvelles stratégies doivent donc être développées afin d’améliorer la résistance mécanique dans les zones de connecteurs. Différents travaux ont récemment porté sur la création ou l’amélioration de types d’assemblage. Dans cette étude, l’accent est mis sur le renforcement du bois utilisé dans la région de connexion. L’imprégnation a été choisie comme solution de renfort puisque la littérature démontre qu’il est possible d’augmenter la dureté du bois avec cette technique. L’utilisation de cette stratégie de renfort sur l’épinette noire (Picea Mariana (Mill.) BSP) pour une application structurale est l’élément de nouveauté dans cette recherche. À défaut d’effectuer une imprégnation jusqu’au coeur des pièces, l’essence peu perméable de bois employée favorise la création d’une mince couche en surface traitée sans avoir à utiliser une quantité importante de produits chimiques. L’agent d’imprégnation est composé de 1,6 hexanediol diacrylate, de triméthylopropane tricacrylate et d’un oligomère de polyester acrylate. Une deuxième formulation contenant des nanoparticules de SiO2 a permis de vérifier l’effet des nanoparticules sur l’augmentation de la résistance mécanique du bois. Ainsi, dans ce projet, un procédé d’imprégnation vide-pression a servi à modifier un nouveau matériau à base de bois permettant des assemblages plus résistants mécaniquement. Le test de portance locale à l’enfoncement parallèle au fil d’un connecteur de type tige a été réalisé afin de déterminer l’apport du traitement sur le bois utilisé comme élément de connexion. L’effet d’échelle a été observé par la réalisation du test avec trois diamètres de boulons différents (9,525 mm, 12,700 mm et 15,875 mm). En outre, le test a été effectué selon un chargement perpendiculaire au fil pour le boulon de moyen diamètre (12,700 mm). La corrélation d’images numériques a été utilisée comme outil d’analyse de la répartition des contraintes dans le bois. Les résultats ont démontré une portance du bois plus élevée suite au traitement. Par ailleurs, l’efficacité est croissante lorsque le diamètre du boulon diminue. C’est un produit avec une valeur caractéristique de la portance locale parallèle au fil de 79% supérieure qui a été créé dans le cas du test avec le boulon de 9,525 mm. La raideur du bois a subi une augmentation avoisinant les 30%. Suite au traitement, la présence d’une rupture par fissuration est moins fréquente. Les contraintes se distribuent plus largement autour de la région de connexion. Le traitement n’a pas produit d’effet significatif sur la résistance mécanique de l’assemblage dans le cas d’un enfoncement du boulon perpendiculairement au fil du bois. De même, l’effet des nanoparticules en solution n’est pas ressorti significatif. Malgré une pénétration très faible du liquide à l’intérieur du bois, la couche densifiée en surface créée suite au traitement est suffisante pour produire un nouveau matériau plus résistant dans les zones de connexion. Le renfort du bois dans la région des connecteurs doit influencer le dimensionnement des structures de grande taille. Avec des éléments de connexion renforcés, il sera possible d’allonger les portées des poutres, multipliant ainsi les possibilités architecturales. Le renfort pourra aussi permettre de réduire les sections des poutres et d’utiliser une quantité moindre de bois dans un bâtiment. Cela engendrera des coûts de transport et des coûts reliés au temps d’assemblage réduits. De plus, un connecteur plus résistant permettra d’être utilisé en moins grande quantité dans un assemblage. Les coûts d’approvisionnement en éléments métalliques et le temps de pose sur le site pourront être revus à la baisse. Les avantages d’un nouveau matériau à base de bois plus performant utilisé dans les connexions permettront de promouvoir le bois dans les constructions de grande taille et de réduire l’impact environnemental des bâtiments.