Etude du comportement mécanique des matériaux composites : Application au renforcement des colonnes en béton.

Abstract

Le renforcement de colonne par recouvrement en utilisant la technique de collage d’un renfort en matériaux composites est une nouvelle technique employée dans le domaine de la réparation et restauration de structures en béton armé. Dans ce travail est présenté une étude théorique et expérimentale menée sur une première série de colonnes en béton renforcé par des matériaux composites à base de fibres de verre et une résine polyester avec différentes orientations et sollicitée en compression uniaxiale. Les résultats obtenus montrent bien que les colonnes renforcées permettent une augmentation jusqu’à 70 % de la charge à la rupture par compression. L’analyse de la séquence d’empilement permet de dégager deux empilements très intéressant, à savoir les stratifiés (0/90)2 et le (±30)2. D’autre part, une deuxième série de colonnes en béton préchargées préalablement à différents niveaux puis renforcées par recouvrement en matériaux composites en utilisant les deux empilements précités. Par comparaison aux colonnes non renforcées, les colonnes renforcées par les matériaux composites collés se caractérisent par une augmentation de la rigidité, un effort de ruine sensiblement supérieur ainsi qu’une ductilité nettement accrue. Il est important de signaler que les mécanismes d’endommagement des colonnes dépendent fortement de l’orientation des fibres. Les études numériques consistent plus particulièrement à présenter les résultats d’une modélisation par éléments finis (logiciel ANSYS) obtenus à l’aide d’un modèle bidimensionnel (2D). Ce modèle simplifié permet d’obtenir une bonne concordance avec le comportement observé et l’endommagement trouvé dans l’étude expérimentale faite au laboratoire.