Par ses recherches innovatrices sur les bâtiments en bois d’œuvre et les bâtiments hybrides, Ghasan Doudak, professeur au Département de génie civil de l’Université d’Ottawa, travaille à améliorer la sécurité, la résilience et la durabilité des pratiques modernes de la construction au Canada. Le professeur Doudak cherche à concevoir des structures en bois massif et des structures hybrides qui peuvent atténuer les risques associés aux charges extrêmes, comme celles qui sont causées par le vent, les tremblements de terre, les explosions et autres forces dynamiques.
Redéfinir la sécurité structurale des bâtiments en bois
La demande en construction durable augmente, tout comme le besoin en matériaux plus robustes et plus écologiques. Le bois est un matériau renouvelable qui offre des solutions viables; toutefois, des considérations de sécurité et certaines idées reçues restreignent depuis longtemps son utilisation dans certaines structures.
Les travaux du professeur Doudak ont permis de briser le mythe selon lequel les bâtiments en bois sont intrinsèquement moins solides que les constructions en acier ou en béton. Ses recherches montrent qu’avec des techniques de conception et de construction appropriées, ainsi qu’une sélection ciblée et efficace de combinaisons de matériaux, les structures en bois d’œuvre, qu’elles soient autonomes ou qu’elles fassent partie de systèmes hybrides, peuvent avoir une solidité exceptionnelle, même dans des conditions de charge extrêmes, égalant celles d’autres matériaux à la fois en matière de résilience et d’adaptabilité.
Son équipe associe des méthodes expérimentales et analytiques pour comprendre comment les systèmes structuraux dans leur ensemble réagissent aux charges environnementales. Elle reproduit notamment des conditions réelles pour tester les murs de contreventement en bois de façon dynamique, effectue des études de terrain pour dresser l’emplacement des points de contrainte à l’intérieur des structures afin d’en déterminer les faiblesses, et procède à des simulations informatiques complexes qui modélisent le comportement des bâtiments dans différents scénarios de charge. Son approche collaborative, qui l’amène à travailler avec des institutions nationales et internationales, a permis de traduire ses conclusions en dispositions pratiques qui ont considérablement influencé les techniques de construction employées aujourd’hui.
L’approche holistique du professeur Doudak en ingénierie structurale a permis de mettre au point des modèles prédictifs et des méthodologies de calcul de haute précision, ce qui a amélioré les pratiques d’ingénierie et orienté la réglementation en matière de construction.
Faire changer les codes du bâtiment et les normes de conception
L’une des plus importantes contributions du professeur Doudak est son influence directe sur les codes et les normes de construction du Canada. Ses recherches ont joué un rôle fondamental dans l’élaboration de la réglementation canadienne, en particulier des normes qui assurent la résistance des bâtiments en bois aux explosions, aux séismes et au vent.
Bâtiments résistants aux explosions
Les travaux du professeur Doudak ont influencé l’élaboration des dispositions de la norme CSA S850 de calcul des bâtiments soumis à des charges d’explosion, qui garantit la résistance des constructions en bois soumis à des forces élevées. La révision de la norme en 2023 a intégré les recherches de l’équipe du professeur Doudak portant sur les méthodes d’évaluation des dommages causés aux colombages de bois à ossature légère, sur les facteurs qui augmentent la résistance dynamique des éléments en bois d’œuvre, et sur de nouveaux principes de calcul qui favorisent les modes de rupture ductile dans les connecteurs de charpente en bois.
Ces progrès ont permis aux ingénieures et ingénieurs du Canada et d’ailleurs de disposer d’outils plus précis pour évaluer et renforcer l’intégrité des structures en cas d’explosions.
Bâtiments résistants aux séismes
Le professeur Doudak a mis au point des paramètres de modélisation non linéaire pour la construction des murs de contreventement à ossature légère, et il a présenté des procédures de calcul de capacité permettant d’optimiser la dissipation de l’énergie et d’éviter la rupture fragile des murs de contreventement en bois lamellé-croisé.
Ses conclusions ont été intégrées à la version de 2024 de la norme CSA O86, qui encadre l’ingénierie des constructions en bois au Canada. Les travaux du professeur Doudak, qui proposent des approches cohérentes et fiables, contribuent à protéger les collectivités des régions sujettes aux tremblements de terre.
Bâtiments résistants au vent
Les vents extrêmes, comme les tornades, posent des risques importants pour les bâtiments. Les recherches du professeur Doudak portant sur les efforts exercés par le vent et le comportement structural correspondant ont généré des données précieuses obtenues à la fois sur le terrain et en tunnel aérodynamique pour évaluer les codes de construction actuels, mieux comprendre les tendances de répartition de la charge dans les structures en bois et bonifier les lignes directrices en matière de construction résistante au vent. Son expertise a également été déterminante dans l’élaboration de la norme CSA S520 (2022), qui contient des dispositions relatives au calcul et à la construction de bâtiments résidentiels de faible hauteur et de petite taille conçus pour résister aux vents forts.
Calcul assurant la stabilité des poutres
Les recherches du professeur Doudak sur le déversement par torsion latérale des poutres en bois massif scié et en bois d’ingénierie ont conduit à des avancées majeures dans le calcul de la stabilité des poutres. Grâce à une combinaison d’essais expérimentaux et de modélisation analytique, son travail a mené à l’approbation de nouvelles dispositions dans la version 2024 de la norme CSA O86. En analysant les principaux paramètres de stabilité, les états limites des assemblages avec connecteurs et le comportement de la structure dans son ensemble, les travaux du professeur Doudak ont permis de faire des calculs sûrs et efficaces pour veiller à ce que les poutres présentent une fiabilité structurale constante.
Former la prochaine génération
Outre sa contribution à la recherche, le professeur Doudak est profondément engagé dans la formation de la relève en génie. Ses recherches et sa participation active à l’élaboration des codes nationaux influencent directement son enseignement, car elles assurent aux ingénieures et ingénieurs d’aujourd’hui et de demain l’accès aux données et aux méthodes les plus récentes en ingénierie structurale.
Le professeur Doudak est membre votant du comité technique permanent du Code national du bâtiment sur le calcul des structures, président du comité technique de la norme CSA O86 et membre du comité technique de la norme CSA S850 sur les charges d’explosion; sa présence garantit que les recherches de pointe sont directement prises en compte dans les normes et les pratiques nationales.
« Nos recherches ne se limitent pas à l’amélioration de l’intégrité structurale du matériau lui-même; elles visent à assurer la sécurité et la résilience des collectivités. En comprenant comment les structures en bois réagissent aux conditions extrêmes, nous contribuons au futur de la construction durable », déclare Ghasan Doudak.
Le professeur Doudak comble le fossé entre la recherche universitaire et ses applications concrètes afin de façonner l’avenir de la construction en bois d’œuvre et de renforcer la sécurité et la durabilité écologique de l’environnement bâti du Canada pour les générations à venir.
« Nos recherches ne se limitent pas à l’amélioration de l’intégrité structurale du matériau lui-même; elles visent à assurer la sécurité et la résilience des collectivités. »
Ghasan Doudak
— Professeur au Département de génie civil de l’Université d’Ottawa
«En comprenant comment les structures en bois réagissent aux conditions extrêmes, nous contribuons au futur de la construction durable », déclare Ghasan Doudak.
Le professeur Doudak comble le fossé entre la recherche universitaire et ses applications concrètes afin de façonner l’avenir de la construction en bois d’œuvre et de renforcer la sécurité et la durabilité écologique de l’environnement bâti du Canada pour les générations à venir.
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