Évaluation du comportement en fatigue des poutres en béton armé renforcées à l'effort tranchant à l'aide de polymères renforcés de fibres

Résumé

Le risque d’effondrement des poutres des ponts en béton armé (BA) sous chargement cyclique à long terme (fatigue) constitue un des problèmes majeurs auxquels fait face le patrimoine d’infrastructures des pays industrialisés dont le Canada. En Amérique du nord, le tiers des ponts sont identifiés comme étant déficients. Cependant les coûts élevés associés à l’entretien et à la mise en état de ces structures imposantes et importantes, les augmentations progressives et significatives des exigences des charges mobiles, et les inconvénients associés aux méthodes conventionnelles de renforcement posent des défis techniques et socio-économiques significatifs. Ceci a ouvert la porte au développement de nouvelles méthodes de réhabilitation plus efficaces, faciles à mettre en oeuvre et durables. La technologie du renforcement à l’aide de polymères renforcés de fibres (PRF) est désormais établie comme étant une technique de réhabilitation structurale efficace et économiquement viable. Le renforcement des poutres en BA à l’aide de PRF sous charges statiques est bien documenté et plusieurs guides, normes et codes internationaux lui sont désormais dédiés. Ceci contraste avec le comportement des poutres renforcées sous charges cycliques, et plus particulièrement pour le renforcement à l’effort tranchant. Ceci s’explique par le fait que le comportement en fatigue est complexe en raison de la contribution de plusieurs paramètres d’influence majeure. On peut citer les conditions de chargement cyclique (amplitude, fréquence et nombre de cycles de contraintes), le caractère répétitif des charges cycliques qui peut accélérer l’endommagement de la structure dû à la dégradation accumulée par fatigue, ainsi que les problèmes de rupture prématurée en cisaillement. L’objectif de la présente recherche doctorale est de contribuer à combler ces lacunes et à mieux comprendre le comportement en fatigue des poutres en BA renforcées à l’aide de PRF. L’étude comprend des investigations théoriques et expérimentales. Le volet théorique vise à synthétiser l’état des connaissances consacrées à ce sujet. Le volet expérimental consiste à effectuer des essais exhaustifs sur des poutres en grandeur nature de section en Té en BA renforcées à l’effort tranchant à l’aide de PRF collés en surface. Les spécimens sont soumis à des charges cycliques jusqu’à 6 millions de cycles à une fréquence de 3 Hz. Ceux qui n’ont pas subi la rupture par fatigue sont ensuite testés sous charges statiques pour évaluer leur capacité résiduelle. Une comparaison avec les limites en fatigue recommandées par les normes et guides de conception est établie. Les résultats ont démontré l’efficacité des techniques de renforcement mises à l’essai, produisant ainsi des résultats probants qui peuvent s’avérer très utiles pour le renforcement des ponts en béton et pour l’industrie de la construction en général. Ces recherches ont fourni des conclusions concrètes, et ce grâce à la pertinence des variables examinées telles que l’amplitude de chargement cyclique, le système de renforcement en PRF et le taux des armatures d’acier transversales.

Date	6 juil. 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Omar Chaallal (Directeur(-trice))