Le programme européen DYNATTB (Dynamic Response of Tall Timber Buildings under Service Load, 2019-2022, ForestValue ERA-NET) a fourni les premières mesures systématiques d'amortissement et de fréquences propres sur les immeubles de grande hauteur en bois. Cette campagne instrumentale est devenue la référence internationale pour le dimensionnement vibratoire des IGH bois — la donnée manquait avant 2019, et les concepteurs extrapolaient depuis les bâtiments béton/acier.
① Décrément logarithmique sur lâcher. On donne une impulsion contrôlée à la structure (en pratique : excitation harmonique par groupe coordonné de personnes sautant sur place à f1, puis arrêt brusque) ; on enregistre la décroissance libre et on extrait ξ par régression sur ln(yn). Méthode rapide (acquisition 5-15 min), accessible au smartphone. Limites pour IGH bois : amplitude initiale difficile à atteindre, séparation des modes impossible si plusieurs modes proches (typique des IGH bois où f1,flexion-X ≈ f1,flexion-Y).
② Bande passante à demi-puissance (FRF). On fait un sweep en fréquence avec une excitation forcée (typiquement shaker électromagnétique en sommet, masse réactive 20-50 kg). On mesure la FRF complexe et on identifie la largeur Δf à |H|max/√2. La formule est ξ = Δf / (2·fn). Précis pour modes séparés, mais nécessite un shaker dédié et l'autorisation d'arrêt d'usage du bâtiment.
③ Operational Modal Analysis (OMA). La méthode reine pour les IGH bois. On exploite l'excitation ambiante (vent, microséismes) pour identifier la structure sans avoir besoin de l'exciter activement. Trois variantes :
FDD (Frequency Domain Decomposition, Brincker 2001) : décomposition en valeurs singulières du spectre.
SSI (Stochastic Subspace Identification, Van Overschee 1996) : modélisation espace-d'état.
RDT (Random Decrement Technique, Cole 1973) : moyennage de tranches à seuil. Convertit le bruit en signal de décrément log.
Pour DYNATTB, c'est la FDD qui a été le plus largement utilisée. Acquisition de 30 min à 24 h selon le niveau de bruit.
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│ Bâtiment │ Hauteur │ f1 mesuré │ ξ mesuré │
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│ Mjøstårnet (glulam) │ 85 m │ 0,36 Hz │ 1,2 - 2,5 % │
│ Treet (glulam+CLT mod.) │ 49 m │ 0,55 Hz │ 1,5 - 2,5 % │
│ HoHo Wien (hybride) │ 84 m │ 0,55 Hz │ 1,5 - 2,0 % │
│ Hyperion (CLT) │ 57 m │ 0,70 Hz │ ~ 1,8 % │
│ Wood'Up (CLT) │ 51 m │ ~ 0,8 Hz │ ~ 1,5 % │
│ Ascent (glulam+CLT) │ 87 m │ ~ 0,4 Hz │ ~ 1,5 % │
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EC1-1-4 Annexe F (recommandé bois) : ξstructurel = 1,0 % (mais 0,8 % minimum pour ELS)
Les mesures DYNATTB confirment que l'amortissement réel est globalement supérieur aux valeurs réglementaires — mais avec une très forte variabilité selon le niveau d'amplitude. À petite amplitude (vent service ξ ≈ 0,8-1,2 %), à grande amplitude (tempête ξ ≈ 2-3 %). Cette non-linéarité d'amortissement avec l'amplitude est une signature des bâtiments bois : elle provient de la friction dans les assemblages (boulonnage, vis structurales, broches métalliques) qui se développe quand les amplitudes augmentent.
① Confort vibratoire au vent (ELS) : utiliser ξ = 1,0 % conservatif (proche de la mesure à petite amplitude). Critère ISO 10137 ou SCI P354 selon usage (résidentiel / bureau).
② Dimensionnement parasismique (ELU) : utiliser ξ = 4-5 % (correspond à grande amplitude post-élastique avec mobilisation des assemblages). Justification expérimentale apportée par DYNATTB et travaux complémentaires sur essais de table vibrante (POLIMI, NHERI).
③ Vérification confort des occupants en têtes d'IGH bois : apeak via Davenport-Solari avec ξ = 1 % (cf. module Confort Gratte-ciel), en évitant les valeurs ξ = 2-3 % qui sous-estimeraient les sollicitations service.
• Hyperion (Bordeaux, 2021) : 17 étages CLT, 57 m. Premier vrai IGH bois français. Instrumentation OMA Arcadis 2022.
• Wood'Up (Paris, 2024) : 16 étages, 51 m, Pichet Conseil + WoodRise. Identification OMA en cours.
• Ascent (Milwaukee, 2022) : 25 étages, 87 m. Au record mondial en 2022 (dépassé depuis par Sara Cultural Centre, Skellefteå, SE, 76 m mais plus grand volume bois).
• Sara Cultural Centre (Suède) : projet de référence européen 2024, instrumentation prévue.
Lien avec la suite du cours. Le programme DYNATTB illustre la troisième famille de méthodes d'amortissement introduites au CM2 (décrément log, demi-puissance, OMA). En TD, on traite l'identification par décrément log sur signal smartphone (méthode ①) — voir le module Concept 1 « SDOF + décrément logarithmique ». Les méthodes OMA dépassent le périmètre du cours mais constituent la référence professionnelle.