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La méthode Classique: Le Calcul de Barres (ou approche "Squelette")
La plupart des logiciels de charpente standard traitent votre bâtiment comme un assemblage de lignes ou de barres (voir illustrations en bas de page).
Le principe: On considère que chaque poutre est une ligne droite typique (profil, section, matière) avec des propriétés moyennes.
Le défaut: Cette méthode ignore la réalité complexe des assemblages (noeuds de jarrets, boulonnages, soudures, pièces moulées, formes complexes hors standards et adaptations, ...) et les interactions fines entre les parois et la structure. Parfois l'analyse se résume au calcul sur un portique type seul ou un panne type seule alors que, en réalité, aucun de ceux-ci ne sont isolés (ils sont tous en intéraction les uns avec les autres...).
La conséquence: Pour compenser ces incertitudes, les coefficients de sécurité sont gonflés. Le verdict tombe souvent "ça ne passe pas". L'étape préconnisation s'avère alors innexistante (car trop difficile) ou alors avec des renforts massifs et coûteux qui tuent la rentabilité du projet.
La méthode MEIZ BET: La Simulation par Eléments Finis (MEF ou approche "Matière")
La MEF consiste à décomposer virtuellement votre charpente en milliers de petits volumes (les éléments).
Le principe: On ne calcule plus des lignes, mais la distribution des contraintes réelles dans la matière (acier, bois).
La précision: Seule cette méthode permet d'analyser finement les attendus du diagnostic, tout est considéré de façon holistique>
Contrôle des Etats Limites Ultimes (ELU). On s'attache à vérifier que la contrainte dans le matériau ne dépasse pas la limite élastique (car cela impliquerait une déformation irréversible). MEIZ BET visualise précisément où l'effort se concentre. Parfois une panne ou un arbalétrier semble "faible" sur un logiciel classique alors qu'en réalité, leur liaison avec le portique ou le poteau leur confère une rigidité insoupçonnée. Parfois les concentrations de contraintes sont très locales mais n'ont pas de conséquences sur la sécurité car très bien entourées d'éléments sécures. Pour information pour le bois comme pour l'acier les CS (Coefficients de Sécurité) minimums exigés par les Normes (Eurocodes 3 et 5) peuvent être supérieurs à 1. Par exemple, considérant la Norme Eurocode 5 (Conception et calcul des structures en bois), MEIZ BET a calculé et établi le CS mini attendu sur l'Epicéa / Sapin à 3.5 pour considérer la variabilité de celui-ci (à l'intérieur d'un même arbre et pour des conditions climatiques variables, ...) en fonction de sa résistance moyenne, de sa durée de chargement et de la classe de service notamment.
Contrôle des Etats Limites de Service (ELS). MEIZ BET visualise les déformations réelles en cartes colorimétriques accentuées (x50, X100). Il n'y a pas forcément de soucis aux déformations (déplacements) de la charpente, sauf si elles s'avèrent préjudiciables aux conditions de service (le contexte). Cela peut être un problème pour les couvertures, supports de liaison ou matériels qui sont installés dessus, ou à proximité, ou dessous (de très grandes vitres peu tolérantes à la déformation par exemple).
Quand les courtiers en sinistres ou les experts judiciaires en bâtiment rencontrent des blocages, seule une analyse MEF peut trancher.
La colorimétrie: Les rapports de MEIZ BET ne sont pas des colonnes de chiffres. Ce sont des cartes météo du(des) bâtiment(s). Le bleu indique les zones sereines, le rouge les zones critiques. Il est lisible et explicite et permet donc au propriétaire (ou au charpentier) de bien comprendre la dynamique structurelle. Ils peuvent focaliser leur attention sur les endroits à risques.
Le bénéfice économique: En cas de nécessité de renforcement au lieu de renforcer tout un versant de toiture (approche barres) MEIZ BET peut souvent se permettre de préconiser un Renfort Chirurgical sur deux ou trois points précis. La précision associée à la liberté et la créativité technique permet de trancher et proposer des renforts parfaitement calibrés. Les coûts sont forcément réduits car il suffit de modifier la base du modèle 3D déjà réalisé dans le cadre du Diagnostic et de relancer le calcul.
Modèle(s) 3D (Embase & Charpente réelle) déclinables en tous format (PDF, DWG, ...)
Maillage MEF (Décomposition en "Elements Finis")
Résultats ELS du Calcul Déformations MEF (Accentuées) exploités dans le rapport
Résulat ELU du Calcul Contraintes & Niveaux de Sécurité MEF exploités dans le rapport
Extrait: "Il n'est pas exagéré d'affirmer que le calcul aux éléments finis des structures de génie civil relève d'un changement de paradigme dans le calcul des structures" Thierry KRETZ (Président du Conseil Scientifique & Technique de l'AFGC)
Comparaison Méthode BARRES VS Méthode MEF
Exemples de rendus "Méthodes Classiques" type Calculs de barres (Mode Manuel ou CAO 2D "Métier").
Modèle Manuscrit > Calculs manuels sommaires, approximatifs ou inexistants (~ doigt mouillé)
Modèle Barres (ou Squelette) sur "1 portique type" > Liste "résultats" calculs RDM OK NOK (Parfois +100 pages d'annexes)
Modèle Barres sur "1 panne type" > calculs RDM type (~ abaques types)
Exemples de préconisations de renforts sans aucune nuance possible à cause du manque de précision de l'analyse...
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