Thèse préparée à l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (IFSTTAR), soutenue en séance publique le 5 mars 2012. Je tiens à remercier François Toutlemonde, alors responsable du plateau d'essais de structures à mon arrivée, pour pour mon accueil au sein de l'unité ainsi que pour l'encadrement et l'orientation de ce travail de thèse. Dans d'autres unités de l'Ifsttar, pour leur accompagnement technique : Sandrine Ramanich, Claude Boulay (pour leur aide à la caractérisation des matériaux et formation sur les nombreuses presses du département « Matériaux »), François Martineau et Franck Guirado (pour leur aide au sciage des pièces des poutres), Jérôme Demoncheaux et Angélique Guilloux (pour la caractérisation des aciers) et Hugues Delahousse (pour les photographies et ses magnifiques scans de couches).
Je tiens également à remercier Mohammed Atrach, un stagiaire que j'ai eu le plaisir d'encadrer et qui m'a beaucoup aidé dans la programmation de l'approche analytique contrainte-déformation. Étant donné que la configuration du test de pliage en quatre points peut provoquer des artefacts, elle nécessite une connexion au test de tension directe. Les résultats de l'analyse inverse des essais de flexion ont été comparés à ceux des essais de traction directe.
Les conditions synergiques de tout renfort transversal et du BFUP en résistance au cisaillement sont mises en évidence. Pour étendre l'analyse, la capacité de l'approche contrainte-ouverture de fissure à prédire la résistance des poutres soumises à des contraintes simultanées de flexion et de cisaillement a été testée.
I NTRODUCTION
C ONCLUSIONS
Le contrôle de la fissuration diagonale d'une structure en béton armé et/ou précontraint s'inscrit dans le cadre de la vérification de son aptitude à l'emploi et garantit que la fissuration reste en dessous des limites préjudiciables au fonctionnement normal de l'ouvrage. De même, le contrôle de l'effort tranchant à l'état limite de rupture permet de se prémunir contre une rupture fragile, qui aurait des conséquences dramatiques sur la structure. Le dimensionnement en termes d'effort tranchant est donc un enjeu primordial pour la sécurité d'un ouvrage.
Ceci devient encore plus sensible dans le cas des structures en BFUP car bien souvent, seul le BFUP est utilisé pour résister aux contraintes tangentielles. De plus, cette vérification peut être critique par rapport au dimensionnement des âmes à proximité des appuis comme le montre le cas du pont Pinel (De Matteis et al., 2008). L'état de l'art résumé dans ce chapitre montre que les essais de flexion réalisés sur des poutres en BFUP ou en BFUP renforcés de fibres conduisant à un mécanisme de rupture en cisaillement ont très rarement été accompagnés d'une caractérisation du comportement en traction du matériau cimentaire.
A cela s'ajoute une absence systématique d'identification de la véritable orientation des fibres au sein de la structure. Or, ce problème est essentiel dans le cas des structures BFUP du fait de la rhéologie du matériau et de la forme complexe des sections dimensionnées. Il est donc difficile d'évaluer la contribution réelle des BFUP à l'effort tranchant.
Dans le cas de liaisons en BFUP et renforts transversaux pour résister aux contraintes tangentielles, les essais réalisés jusqu'à présent sur les poutres en BFUP ne permettent pas de conclure complètement sur la contribution des renforts et des fibres à la résistance ultime. force de cisaillement. A partir de ces considérations, il est apparu nécessaire de réaliser des essais de flexion conduisant à la rupture en cisaillement dans des poutres en BFUP renforcés et/ou précontraints avec ou sans armature transversale reliée, combinés à une caractérisation des propriétés mécaniques des différents matériaux utilisés, et identifiant l'orientation réelle des fibres au sein de la structure. L'étude du comportement en traction des BFUP à l'échelle matériau a bien entendu été réalisée conformément aux méthodes développées au cours de cette thèse pour dépasser les limites des méthodes existantes et décrites dans le chapitre 2.
Les résultats expérimentaux obtenus ont été comparés aux modèles existants et aux formules de raisonnement calculées pour couvrir les structures BFUP. Ils ont également été confrontés aux méthodes de calcul développées au cours de cette thèse qui permettent de prendre en compte les spécificités des BFUP, notamment concernant leur comportement en traction.
C ARACTERISATION DU
COMPORTEMENT POST - FISSURATION EN TRACTION
SOMMAIRE
La déformation moyenne (résultant du déplacement moyen des quatre LVDT) correspondant à la fin de la phase multi-fissures avec création de nouvelles multi-fissures. La fin de la phase multifissure est repérée à l'aide de la courbe « σ-ε ». La déformation moyenne (résultant du déplacement moyen des quatre LVDT) correspondant à la fin de la phase d'extension des différentes fissures (sans création de nouvelles fissures) εloc.
Cependant, cette surface de fracture intervient quantitativement par rapport à l'énergie dissipée lors de la propagation de la fissure. Prismes avec fissure à l'extérieur de la base de mesure de l'extensomètre. La déformation indiquant l'emplacement de la fissure est supposée correspondre à la contrainte maximale enregistrée.
Pour une longueur testée plus longue, la déformation correspondant à l'emplacement de la fissure pourrait être plus faible. L'emplacement de la fissure est marqué par une branche descendante correspondant à la décharge d'un des deux extensomètres. Analyse basée sur la mesure de la flèche au centre de l'éprouvette. Principe de la méthode.
