Influence des défauts des plats TRC sur leur comportement en traction directe

Comme cela a été précédemment détaillé (paragraphe II.3.1.1.a), la nature de mortier utilisé ainsi que le procédé de PLVHHQ°Xvre des plats de composite TRC par moulage au contact peut éventuellement entraîner 2 types de défauts sur le plat de composite OHYRLOHPHQWGHO¶pSURXYHWWHfigure 105-a) ainsi que la dissymétrie du renfort (figure 105-b). En respectant la procédure de PLVHHQ°XYUH, ces défauts peuvent être fortement limités. ,OQ¶HQGHPHXUHSDVPRLQVTXHFHVGHUQLHUVSHXYHQW être marqués (notamment dans le cas de mortier à fort retrait, comme le mortier commercial « E », ou pour les TRC au taux de renfort relativement faible). Il est GHFHIDLWQpFHVVDLUHG¶pYDOXHUO¶LQIOXHQFHGHFHVGpIDXWVVXUOHFRPSRUWHPHQWGX composite en traction. Pour cela, 2 structurations aux défauts délibérément exagérés ont été mises HQ °XYre et testées conformément à la procédure expérimentale susmentionnée. Une éprouvette à voilement amplifié, mais à symétrie maîtrisée, est FRQVWLWXpH G¶XQ 75& GH PP G¶pSDLVVHXU GH PDWULFH

« E » et de 3 grilles tricotées de Verre AR « VAR ». Ces 3 couches de renfort FRQVWLWXHQWOHWDX[GHUHQIRUWPD[LPDODGPLVVLEOHTX¶LODpWpSRVVLEOHGHPHWWUHHQ

°XYUHSRXUOe mortier « E », favorisant ainsi une répartition à vocation symétrique et homogène du renfort. Le voilementGRQWO¶DPSOHXUVHUDDSSUpFLpHjWUavers la

« flèche » DXPLOLHXGXFRUSVG¶pSUHXYH(flèche de 5 mm mesurée, figure 105-a) est dû au retrait du mortier (cure sans film plastique à une température moyenne de 30° et une humidité relative de 20 %). Une seconde éprouvette dissymétrique, mais à voilement maîtrisé (il a été vérifié que cette éprouvette était parfaitement plane), GHPPG¶pSDLVVHXU est réalisée avec la matrice « P6 » et 3 grilles tricotées de verre AR positionnées en fond de moule. (figure 105-b).

a) Défaut de Voilement

b) Défaut de dissymétrie

Figure 105 : Illustration des défauts de PLVHHQ°XYUH dans les composites TRC Flèche de 5 mm

II.3.5.1.a Comportement global

/¶pSURXYHWWH DX YRLOHment exagéré présente une rigidité légèrement plus faible (avec pour une charge ultime quasi identique, une déformation ultime en moyenne 25 % plus élevée), qui semble imputable à des contraintes « ıcar1 » et « ıcar2 » en moyenne 10 % SOXV IDLEOHV /¶pSURXvette au défaut de dissymétrie affiche une résistance en moyenne 9 % plus faible (figure 106-a).

Ainsi, la présence de défauts dans les éprouvettes semble légèrement réduire les caractéristiques mécaniques mesurées sur les TRC. Cependant, cette diminution des caractéristiques mécaniques reste inférieure à la dispersion maximale relevée VXUOHVFRPSRVLWHV75&eWDQWGRQQpO¶H[DJpUDWLRQGHVGpIDXWVHQSUpVHQFHLOSHXW être considéré que les éprouvettes présentant des défauts, même très marqués, permettent tout de même de déterminer, de manière acceptable, la loi de comportement du composite. Cette étude semble aussi montrer que la variation des défauts dans les éprouvettes engendre une augmentation de la dispersion relevée SDUO¶HVVDLGHWUDFWLRQGLUHFWHGDQVODORLGHFRPSRUWHPHQWGHV75&

a) Défaut de Voilement, E(10)/VAR(3) b) Défaut de dissymétrie, P6(10)/VAR(3)*T Figure 106 : Confrontations des courbes contraintes déformation des TRC présentant des défauts exagérés à celle de composites aux défauts moindres

II.3.5.1.b Comportement local

II.3.5.1.b.i 9RLOHPHQWGHO¶pSURXYHWWHV\PpWULHmaîtrisée)

La figure 107-D PHW HQ H[HUJXH O¶LQWURGXFWLRQ G¶Xn moment parasite non QpJOLJHDEOHFDXVpSDUOHYRLOHPHQWGHO¶pSURXYHWWH (divergence entre la déformation moyenne des 2 IDFHVGHO¶pSURXYHWWH). Cependant, cette divergence est accentuée par la hauteur des extensomètres (H.ext, figures 108, 109). Ainsi, le défaut de voilement pourrait en partie expliquer la dispersion significative relevée dans la zone 1 de la courbe contrainte déformation.

Il peut être remarqué que la première fissure traversant le composite peut être perçue comme une articulation « libérant » en partie la flexion parasite (figure 108). À terme, dans le cas de TRC présentant un taux de renfort largement « sur- critique 2 » RQFRQVWDWHTXHOHQRPEUHHWO¶HVSDFHPHQWGHVILVVXUHVHVWLGHQWLTXHVXU les 2 faces. Dès lors que la matrice est entièrement fissurée (zone post-fissuration), la déformation évolue similairement sur les 2 faces. Au regard de la différence importante de déformation moyenne sur les 2 faces (figure 107-DO¶RXYHUWXUHGHV ILVVXUHVHVWVLJQLILFDWLYHPHQWSOXVLPSRUWDQWHVXUODIDFHFRQFDYHGHO¶pSURXYHWWH que sur sa face convexe (figure 108).

a) Voilement b) Dissymétrie du renfort

Figure 107 : Courbes moyennes et courbes contrainte-déformation obtenues à partir de chacun des capteurs LVDT

a) Charge inférieure à celle du point de courbure inférieure (PC-)

b) Charge supérieure à celle du point de courbure inférieure (PC-)

c) Charge supérieure à celle du point caractéristique 1

Figure 108 : Influence du défaut de voilement des TRC sur le schéma de fissuration GX75&HWLOOXVWUDWLRQGHO¶DPSOLILFDWLRQGHVGpIDXWVGXHjODKDXWHXUGHPHVXUHGHV extensomètres (H.ext)

II.3.5.1.b.ii Dissymétrie de O¶pSURXYHWWHYRLOHPHQWPDvWULVp)

Similairement au cas précédent, lors de la première phase de chargement (zone 1), XQPRPHQWSDUDVLWHKRUVSODQDSSDUDvWGDQVO¶pSURXYHWWH(figure 109-b). Ainsi, de même que le défaut de voilement, le défaut de dissymétrie pourrait en partie expliquer la dispersion significative relevée dans la zone 1 de la courbe contrainte déformation.

Puis, lors de la propagation de la première fissure (VXUODIDFHGHO¶pSURXYHWWHla plus faiblement renforcée), qui peut être perçue comme une articulation, un déplacement hors plan significatif intervient (figure 109-c). Une déformation moyenne importante apparaît alors sur la face fissurée (qui est alors convexe) alors TXHO¶DXWUHIDFHDERQGDPPHQWUenforcée est devenue concave) et dans un premier WHPSV WUqV OpJqUHPHQW FRPSULPpH 3XLV DYHF O¶DXJPHQWDWLRQ GX GpSODFHPHQW LPSRVpjO¶pSURXYHWWHODIDFHFRQFDYHILQLt SDUrWUHGHSOXVHQSOXVWHQGXHMXVTX¶j O¶DSSDULWLRQ GH ILVVXUHV /H UHQIRUW pWDQW UpSDUWL de manière dissymétrique,

LVDT 2

LVDT 2

LVDT 1 LVDT 1

Moyenne Moyenne

O¶HVSDFHPHQW HW O¶RXYHUWXUH GHV ILVVXUHV GH OD IDFH FRQFDYH sont largement inférieurs à ceux de la face convexe (figure 109-d). De ce fait, le défaut de GLVV\PpWULH ORUVTX¶LO HVW SURQRQFp FRQWUDLUHPHQW Du défaut de voilement, FRPSURPHW OD GpWHUPLQDWLRQ GH O¶HVSDFHPHQW PR\HQ HQWUH ILVVXUHV j UXSWXUH Pourtant, comme cela est détaillé dans la suite de ce chapitre, la mesure de cet HVSDFHPHQW SDU O¶LQWHUPpGLDLUH G¶XQ GLVSRVLWLI GHcorrélDWLRQ G¶LPDJHV RX G¶XQ UpYpODWHXUGHILVVXUHVSHXWV¶DYpUHUQpFHVVDLUHYLV-à-YLVG¶XQGLPHQVLRQQHPHQWj O¶(/6 (Q YXH G¶XQ WHO GLPHQVLRQQHPHQW XQH DWWHQWLRQ WRXWH SDUWLFXOLqUH GHYUD ainsi être portée à la répartition symétrique du renfort textile.

a) Éprouvette non chargée

b) Charge inférieure à celle du point de courbure

inférieure (PC-)

c) Charge supérieure à celle du point de courbure

inférieure (PC-)

d) Charge supérieure à celle du point caractéristique 1

Figure 109 ,OOXVWUDWLRQ G¶XQH pSURXYHWWH GH WUDFWLRQ GRQW OH UHQIRUW HVW UpSDUWL GH PDQLqUHGLVV\PpWULTXHGDQVO¶pSDLVVHXUGXFRPSRVLWH75&

II.4 AMÉLIORATION DES PERFORMANCES