Recherches concernant les systèmes d'haubanage des arbres remarquables

Base de données reprennant les haubans mis en place.


Dès 2006, une première convention de recherche financée par la Région wallonne a permis de faire le point sur les
connaissances en matière de haubanage des arbres, et particulièrement des arbres remarquables. Une synthèse a
été présentée lors d'une journée technique organisée le 10 octobre 2006. Vous trouverez ici:
Une deuxième étape de recherche a été mise en place selon deux orientations: l'étude sur le long terme des contraintes dans une structure de haubanage de type rigide (cas du tilleul de Doyon) et l'étude des mouvements des branches sous l'effet du vent (cas d'un érable à Beuzet).



Haubanage du tilleul de Doyon.

L'objectif est ici de suivre une structure sur le long terme. Le haubanage, mis en place par Mr Vincent Kervyn sur base des plans de Mr Latteur, est de type statique. Les branches soutenues sont horizontales et les câbles sont métalliques. L'arbre n'offrant plus de point d'ancrage haut pour réaliser ce type de haubanage, il a été nécessaire de placer un mât métallique pour remplir cette fonction. Le schéma ci-dessous illustre la struture vue du dessus, 4 câbles partant 'en étoile' du sommet du mât vers les points de soutien sur les branches charpentières. L'épaisseur du trait indique une différence dans les dimensions des câbles. Deux d'entre eux acceptent une charge maximale de 2T (2T1 et 2T2), alors que les deux autres peuvent soutenir 5T (5T1 et 5T2). A droite (2T1), on voit que deux grosses branches sont placées l'une en dessous de l'autre à peu près dans un même plan. Un câble complémentaire part relie donc ces deux branches. On remarque également l'orientation de tous les câbles, globalement situés au nord du mât. L'équilibre de celui-ci devait donc être assuré par 4 autres câbles le reliant au sol (non représentés sur le schéma).


Vue de la structure dégradée du tilleul et du mât placé à proximité pour pouvoir
ancrer en hauteur les haubans métalliques.




La fixation des câbles au niveau des branches a été faite de manière à ne pas percer dans le bois, ce qui peut causer de graves dégât à l'arbre, surtout en présence de cavités internes, comme c'est le cas ici. Un câble souple de marque Cobra a donc été utilisé, avec une gaine anti-friction mais sans platine en plastique. Nous verrons plus loin que ce câble souple accroît l'élasticité de la structure.

Deux ans après les travaux de Mrs Kervyn et Latteur, nous sommes venus placer des capteurs de tension au niveau des 4 câbles pour mesurer en continu les contraintes en tension qu'ils subissent.

Objectifs de l'essai:

  1. Vérifier en continu, en fonction des aléas météorologiques, que la structure est capable de jouer son rôle de soutien en conservant une marge de sécurité. 
  2. Etudier les relations entre les caractéristiques de vent et les tensions mesurées.
  3. Etudier l'influence de deux paramètres particuliers sur les relations vent - tension: l'évolution de la surface foliaire et la réalisation de tailles.

Le dispositif collecte actuellement les données depuis début janvier 2008. Un premier résultat, en absence de feuillage, est la mise en évidence d'une relation classique (quadratique) entre vitesse du vent et tension dans le câble. Seules les données de vent pour lesquelles la direction est égale à l'orientation du câble +/- 10° sont prises en compte. Toutefois, des tensions significatives ont également été observées pour des vents venant perpendiculairement à l'orientation du câble.


Etude de l'érable de Beuzet.

Des haubans peuvent être utilisés pour relier des branches charpentières quand des défauts (fissures, cavités, écorces incluses) font craindre qu'une partie d'entre elles ne casse par grand vent. La tendance actuelle est d'utiliser des câbles souples qui permettent encore à la branche de bouger. C'est extrêmement important car un système trop rigide, dans ce cas peu déforcer la branche à d'autres endroits. Dans le cadre d'un haubanage dynamique, en effet, le rôle du câble est double. D'une part, en sécurisation, il permet de retenir une branche cassée par grand vent. D'autre part, il doit également éviter que l'amplitude du mouvement de la branche ne cause la rupture. Tout l'enjeu réside dans le dimensionnement du câble qui permettra de limiter suffisamment l'amplitude du mouvement tout en laissant à la branche la possibilité bouger.



L'érable de Beuzet n'a pas de défaut nécessitant la mise en place d'un haubange. Néanmoins, il est isolé au milieu des champs et fournit donc un bon site d'étude des effets du vent sur le mouvement des branches. Une partie de son architecture a été modélisée dans SolidWorks (Cadmes, Gosselies). Les données mesurées sur l'arbre permettent de calibrer le modèle. Celui-ci, en retour, permettra de simuler l'impact du placement de câbles sur la modification des mouvements des branches.

Deux branches charpentières basses sont étudiées, d'une part car elles présentent des mouvements différents et, d'autre part, parce qu'il est possible de considérer qu'elles sont encastrées dans le tronc, considéré comme fixe à cette hauteur.
Comparaison entre l'architecture de l'arbre et le modèle.

Objectifs de l'essai :
  1. Mesurer les caractéristiques mécaniques (module d'élasticité, fréquences propres, etc.) des branches en conditions réelles.
  2. Mesurer la relation entre les caractéristiques du vent et le mouvement des branches, en fonction de l'apparition du feuillage.
  3. Simuler sur le modèle l'impact de câbles, en fonction de leur caractéristiques, sur l'amplitude du mouvement par vent fort.
Ces essais ont été réalisés dans le cadre du TFE de Mr B. Dumont (lire).



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