Identification par méthodes optiques et modélisation de la dynamique non linéaire des immeubles en bois – DYNATIMBEREYES

Ainsi, le premier défi scientifique du projet a été de développer un protocole de mesure basé sur la vidéo pour mesurer les vibrations des bâtiments en bois et des grandes structures en général. Notamment, la sélection de quelques appareils photo à haute résolution et/ou d'un réseau de caméras de moyenne portée doit répondre à des exigences spécifiques telles que la capacité de synchronisation, la compatibilité de la fréquence d'images avec la dynamique du bâtiment, la transportabilité et la facilité d'installation. Ensuite, des analyses spécifiques ont été menées afin de prédire et de quantifier les erreurs liées aux conditions d'acquisition dans le cadre de la campagne in situ : conditions météorologiques, éclairage et positionnement des caméras non optimaux, excitation incontrôlée (vent), etc. Pour la phase de post-traitement, une attention particulière a été accordée aux meilleures caractéristiques à suivre (coins, bords, texture, etc.) et aux techniques vidéo informatiques à adopter (flux optique, DIC, MSER, amplification du mouvement, etc.).

La seconde tâche du projet du projet s’est focalisé sur la modélisation de la dynamique des structures bois, et plus particulièrement sur le comportement des assemblages dont provient la plus grande partie de la non-linéarité de la structure. Ces modèles doivent être suffisamment représentatif mais respecter certaines contraintes de complexité et de propriétés mathématiques pour pouvoir être exploités dans le cadre d’un jumeau numérique. Des analyses de sensibilité ont été utilisé pour identifier les corrélations les plus importantes à prendre en compte dans les modèles.

La dernière tâche a consisté à réaliser l’assimilation des données issus des caméras afin d’identifier les paramètres du modèles numériques, et ainsi pouvoir quantifier les propriétés de la structure. Cette tâche consiste à développer les algorithmes pour traiter les phases de prédiction et de correction du modèle, même dans les cas où les données sont incomplètes. Des essais en laboratoire et in situ ont eu lieu pour valider la méthode.

Les immeubles en bois de grande hauteur représentent une offre mondiale performante pour les villes durables et la transition écologique. La dynamique de ces structures met en évidence des non-linéarités et des amplitudes vibratoires importantes. Actuellement les codes et règlements du bâtiment évoluent afin de permettre une construction en bois de plus en plus haute. Les méthodes expérimentales actuelles présentent d’importants inconvénients : accessibilité, coûts, durées,…. De plus les logiciels utilisés pour la modélisation reposent sur des hypothèses linéaires, même si les expériences mettent en évidence une dynamique non linéaire. DynaTimberEyes initie une méthode expérimentale et numérique innovante pour l'analyse de hautes structures bois, capable de modéliser et d'identifier rapidement et avec précision leur dynamique. Cette méthode reposera sur des mesures vidéo, des modèles d’ordre réduit non linéaires et des méthodes d’assimilation de données (filtres de Kalman).