Caractérisation des propriétés mécaniques de la maçonnerie de pierre traditionnelle à murs massifs

Résumé

Les structures construites en maçonnerie non-armée (MNA) sont vulnérables aux séismes et ces dernières sont nombreuse dans les quartiers historiques du Vieux Montréal et du Vieux Québec. Pour conserver cet héritage, il est important de pouvoir prédire les performances structurales des bâtiments en MNA pour mieux estimer les dommages en cas de séismes et aider à prévenir d’éventuelles pertes. Ce projet vise la caractérisation expérimentale de la MNA de pierre traditionnelle à murs massifs faits de deux parois séparées par un blocage de pierres et de débris de carrier enrobés de mortier. La caractérisation expérimentale permet de déterminer les proprieties mécaniques des matériaux et la résistance de murets de MNA et de développer des modèles plus précis pour le calcul de la capacité structurale des bâtiments en MNA. La MNA étudiée est composée d’une pierre calcaire de type St-Marc guillotinée et d’un mortier de cimentchaux (1 :2 :6) reproduisant les propriétés mécaniques des mortiers de chaux traditionnels. Le programme expérimental comporte deux phases : la première phase évalue la résistance à la compression du mortier, de la pierre et d’assemblage de MNA. Des résistances en compression moyennes de 5,3 ± 0,1 MPa, de 77,6 ± 7,7 MPa et de 57,7 ± 6,6 MPa ont été obtenues respectivement. Cette phase inclut également l’évaluation de la résistance en cisaillement du joint de mortier. Une cohésion initiale moyenne de 1,05 MPa et un coefficient de friction moyen de 0,39 MPa ont été obtenus à cet effet. Ces valeurs sont dans la plage de valeurs rapportées dans la littérature. La deuxième phase porte sur des murets en MNA à double paroi de 890 mm x 940 mm construits en laboratoire. Deux murets sont mis à l’essai sous chargement cyclique pour déterminer la relation charge-déplacement et des essais de traction diagonale complètent la caractérisation expérimentale. Les spécimens des essais cycliques, qui ont rompu par balancement, ont donné un module de cisaillement initial de 42,2 MPa et 92,0 MPa et une résistance latérale de 0,029 kN/mm et 0,061 kN/mm, respectivement pour des charges de compression équivalente à 0,2 MPa et 0,5 MPa. Les essais de résistance à la traction diagonale ont donné une résistance de 0,31 ± 0,09 MPa. Cette caractérisation permet de mieux connaître la MNA de l’Est du Canada et contribue à une meilleure évaluation de la capacité structurale des bâtiments construits avec ce matériau. Elle permettra aussi de mieux concevoir les renforcements et les solutions de rehabilitation de ces structures, très susceptibles de ne pas résister aux charges sismiques prescrites par le Code National du Bâtiment du Canada (CNBC) en vigueur.

Date	11 sept. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marie-José Nollet (Directeur(-trice)) & Lotfi Guizani (Codirecteur(-trice))