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Un projet de recherche de deuxième cycle s’efforce d’améliorer les méthodes de conception de structures en acier résistantes au feu

En 2019, le Groupe CSA a lancé son programme de bourses d’études supérieures pour soutenir les étudiants inscrits à un programme de maîtrise dont la recherche est liée aux normes. Dans cette série, nous vous présentons les cinq étudiants qui ont reçu la bourse de 2020 et nous expliquons comment leur recherche peut avoir une incidence sur les normes, en plus de vous parler de leur croissance professionnelle dans le monde des normes.

Chloe Jeanneret's profile pictureLes structures en acier sont très courantes dans les bâtiments résidentiels et commerciaux. Quand ils sont exposés au feu, les éléments de ces structures se dilatent et se contractent, générant ainsi d’importantes forces, qu’on appelle contraintes thermiques, dans les joints des poutres et des colonnes en acier. Cependant, le comportement de ces joints quand ils sont soumis à des contraintes thermiques n’est pas bien compris, ce qui a un effet sur la façon dont les ingénieurs conçoivent les structures. Quand elle se penche sur la résilience des bâtiments, c’est à dire sur leur capacité d’absorber des contraintes et de revenir à leur forme initiale, la communauté de l’ingénierie en protection incendie se fie à des règles étroites et strictes. Mieux comprendre ce qui arrive aux joints des structures en acier soumis à des températures extrêmes pourrait aider à orienter la conception en protection incendie vers des paramètres fondés sur la performance. Une telle approche permettrait aux ingénieurs d’optimiser le calcul de leurs structures et d’en améliorer la sécurité. Cela élargirait aussi les possibilités de conception qui s’offrent aux architectes.

Chloe Jeanneret s’est intéressée à ce sujet pendant ses études de premier cycle à l’Université Carleton. Maintenant étudiante à la maîtrise au département de génie civil de l’Université York, elle souhaite tirer parti du travail qu’elle a déjà accompli dans le domaine.

Les recherches de Chloe mettent l’accent sur les principes thermomécaniques qui régissent le comportement des joints en acier quand ils sont exposés au feu. On peut penser à la dynamique des incendies, au transfert thermique et aux restrictions imposées au mouvement. Avec une meilleure compréhension de ces mécanismes, Chloe souhaite créer un outil de calcul qui contribuerait à la conception de joints sûrs, résilients et économiques. Sa méthode pourrait aussi aider à améliorer la norme portant sur le calcul des charpentes en acier (CSA S16:19) et, plus précisément, son cadre normatif qui oriente la conception en matière de protection incendie. Le lien étroit entre le projet de recherche de Chloe et l’amélioration potentielle d’une norme a fait en sorte que le projet était un bon candidat au soutien que le Groupe CSA offre à des étudiants par l’entremise de son programme de bourses d’études supérieures.

J’espère que mes recherches pourront influencer la norme sur le calcul de charpentes en acier, CSA S16:19, et que mon projet pourra faire la différence en matière de conception de bâtiments. Il est très agréable de tout faire correctement, mais c’est aussi une grande responsabilité.

– Chloe Jeanneret, étudiante à la maîtrise, Université York

Très impressionnante, la recherche de Chloe fait appel à des méthodes nouvelles et avancées. Elle se sert de nouvelles méthodes d’essai hybrides combinant des maquettes à grande échelle et des outils de calcul. Même si cette méthode n’exige pas que la charpente à poutres et colonnes soit chauffée, Chloe a l’intention de mener des essais en contexte de feu à titre comparatif. Par chance, le laboratoire High Bay de l’Université York peut recevoir de tels essais. De plus, Chloe souhaite recourir à des outils d’imagerie numérique de pointe pour observer le comportement des éléments de charpente. Cette méthode lui permettra d’analyser les résultats de ses expériences et de les comparer aux modèles théoriques.

Chloe a récemment approfondi sa connaissance des normes et comprend maintenant le processus d’amélioration et l’importance du consensus à chacune des étapes. Elle est emballée par l’impact potentiel de son travail sur la norme CSA S16:19 et la façon dont les bâtiments seront conçus à l’avenir. Chloe est heureuse d’avoir pu compter sur l’aide et le soutien du Groupe CSA et de ses partenaires de l’industrie, Benson Steel Limited et ARUP UK. Tous ont offert des points de vue utiles sur les applications pratiques de ses recherches et Benson Steel Limited a offert un échantillon pour essai fondé sur un projet réel, l’immeuble Scalpel, qui se trouve à Londres, au Royaume-Uni, et a été conçu par ARUP UK.

C’est une grande chance pour Chloe d’avoir une influence non seulement sur nos normes canadiennes, mais aussi sur les normes américaines, à cette étape de sa carrière. C’est très stimulant.

– John A. Gales, Ph. D., professeur adjoint, Université York

Comme l’indique M. John Gales, Ph. D., professeur adjoint à l’Université York et directeur de thèse de Chloe, les résultats du travail de Chloe peuvent largement dépasser le simple avancement de la norme canadienne. Ses recherches pourraient avoir une influence sur les normes nationales aux États Unis et ailleurs dans le monde.

En savoir plus sur la bourse d’études supérieures du Groupe CSA.

PUBLIÉ LE

avril 20, 2021