Réparation des structures type poutres par l’utilisation des matériaux composites

Abstract

La réhabilitation et la maintenance des structures telles que les ponts existant sont devenues aujourd’'hui une préoccupation croissante. En effet, ces infrastructures telles que les anciens ponts sont soumises à des conditions d’exploitation de plus en plus exigeantes du fait que les charges de sollicitation effectives ne correspondent plus à celles de calcul pour lesquelles ils ont été conçus. Néanmoins, de nombreux éléments de structure ne répondent pas aux exigences actuelles, d’où la nécessité de leur renforcement ou/et réhabilitation. Le but de ce travail est de développer une nouvelle technique d’approche pour la réparation des poutres profondes en béton armé. Pour ce faire un programme d’essais a été entrepris au laboratoire sur des poutres, sollicitées en flexion 4-points, renforcées/réparées par deux types de matériaux composites TFV1 et TFV2 constitués d’un tissu bidirectionnel ou unidirectionnel en fibres de verre et une résine polyester. Cette étude traite l’influence de l’orientation des fibres et le nombre de plis de composite sur le comportement des poutres non préchargées ou préchargées à 40% ou 80% de leurs charges ultimes avant le collage du composite. Des jauges d’extensométrie sont collées sur les poutres dans le but de mesurer les déformations par l’intermédiaire d’un pont de Wheatstone. La nouvelle technique Stirrups in Critical Region (SCR) baptisée au laboratoire qui utilise des matériaux composites dans la zone critique de la poutre a révélé de meilleurs résultats relativement aux méthodes classiques notamment la non présence du décollement du composite rencontré dans le cas des réparations des poutres par des composites en forme de U. De plus, les résultats obtenus par cette méthode ont montré un changement du mode de rupture brutale par cisaillement à une rupture ductile par flexion. La validation des méthodes de calcul de type réglementaire est également effectuée. Des investigations d’analyse numérique ont été aussi réalisées avec le logiciel de calcul des structures ANSYS. Les réponses prédites par la méthode des éléments finis, ont montré un bon accord avec les résultats expérimentaux.