Caractérisation des propriétés mécaniques des bâtiments en maçonnerie non armée pour l'évaluation du risque sismique

Résumé

Les structures en maçonnerie non armée (MNA) sont considérées parmi les plus vulnérables aux séismes. Le manque d’information sur les propriétés mécaniques des bâtiments en MNA de pierre de l’Est du Canada rend l’évaluation sismique fiable très difficile. Les normes nordaméricaines étant principalement destinées à la conception avec de la maçonnerie de brique, la détermination des caractéristiques mécaniques de la MNA de pierre doit s’appuyer sur les normes Européennes et les travaux de recherche expérimentale. Cette recherche se concentre sur la caractérisation des matériaux de base de la maçonnerie de pierre, pierre et mortier de ciment et de chaux, de petits spécimens de maçonnerie et de murets de maçonnerie à une paroi. Le type de pierre retenu pour les essais est un calcaire de type St-Marc avec un mortier de ciment et de chaux ayant des proportions de 1 :2 :8 pour le ciment portland, la chaux hydratée et le sable, respectivement. Des essais de résistance à la compression ont été realizes sur des unités de pierre et des échantillons de mortier prélevé durant la construction des spécimens de la première phase expérimentale. La résistance moyenne de la pierre et des échantillons de mortier est de 101 ± 13 MPa et 3,3 ± 0,2 MPa, respectivement. Les proprieties mécaniques de petits spécimens de maçonnerie construits avec deux ou trois unités de pierre ont été établies. La résistance à la compression moyenne obtenue est de 33,2 ± 3,2 MPa avec un module d’élasticité correspondant de 2 823 ± 186 MPa. Les essais de résistance au cisaillement des joints ont permis de déterminer une cohésion et un coefficient de friction de 0,56 MPa et 0,85 respectivement. La résistance à la flexion du joint horizontal moyenne est de 0,23 ± 0,03 MPa. Finalement, pour la dernière phase du programme expérimental, des essais de résistance à la traction diagonale ont été réalisés sur les murets de maçonnerie à une paroi. La résistance à la compression moyenne des échantillons de mortier prélevé sur les murets est de 8,0 ± 0,9 MPa. La résistance à la traction diagonale moyenne est de 0,41 ± 0,08 MPa et le module de cisaillement correspondant est de 487 ± 10 MPa. Les résultats des essais de résistance à la compression et à la traction diagonale ont permis d’évaluer la courbe de capacité d’un prototype de bâtiment de deux étages en MNA de la région du Vieux-Montréal et du Vieux-Québec. Cette courbe de capacité expérimentale, comparée à des courbes de capacité basées sur des données tirées de la littérature a permis de faire valoir l’importance de déterminer les propriétés mécaniques de la MNA afin d’obtenir des modèles fiables sur lesquelles baser l’évaluation et les décisions de réhabilitation. Compte tenu de l’intérêt de l’évaluation sismique des bâtiments en MNA existants, des recommandations sont faites pour améliorer les connaissances sur les propriétés des matériaux des bâtiments en MNA de pierre dans l’Est du Canada.

Date	21 nov. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marie-José Nollet (Directeur(-trice))