Comportement des poutres en béton armé renforcées à l’effort tranchant à l’aide de matériaux composites : Effet d’échelle

Résumé

Les ponts en béton sont dans un état de dégradation avancé à cause de leur âge, les conditions environnementales sévères et l’augmentation des charges de service réglementaires. Le remplacement de ces structures imposantes nécessite des sommes colossales et une logistique incontournable. Compte tenu de ces conditions, dignes d’un chantier pharaonique, le renforcement de ces structures représente la solution parfaite pour prolonger leur durée de vie. L’utilisation des matériaux composites en polymères renforcés de fibres (PRF) est désormais l’une des techniques de renforcement éprouvée. Les avantages que procure cette technique font d’elle une meilleure alternative comparée au renforcement conventionnel avec de l’acier externe. Le comportement des poutres en béton armé (BA) à l’effort tranchant dépend de plusieurs mécanismes et paramètres complexes et interreliés dont, entre autres, l’effet d’échelle. Ce dernier a pour effet de réduire la contrainte de cisaillement à la rupture lorsque la taille des spécimens augmente. Il surgit au cours de la propagation des fissures dans le béton, régie par la mécanique de la rupture. Ce phénomène a été confirmé par plusieurs études expérimentales sur les poutres en BA conventionnel. Cependant, très peu d’études ont été consacrées aux poutres en BA renforcées au cisaillement à l’aide de PRF collé en surface. L’objectif principal de cette étude doctorale est de caractériser en profondeur, théoriquement et expérimentalement, l’influence de l’effet d’échelle dans les poutres en BA renforcées à l’aide de composites en PRF. L’évaluation de la fiabilité des modèles des normes et codes en vigueur est un autre objectif visé dans la présente recherche. La partie expérimentale consiste à mener deux programmes expérimentaux sur différentes tailles de poutres en BA de section en Té grandeur nature renforcées en cisaillement à l’aide de PRF collés en surface en considérant plusieurs paramètres d’études. La revue de la littérature et documentaire exhaustive a permis l’élaboration d’une base de données regroupant plus de 470 tests sur l’effet d’échelle en cisaillement, tous types de poutres en BA confondus. La base de données a révélé entre autres que seulement 6% des données sont associées aux poutres renforcées à l’aide de PRF. L’évaluation de la prédiction de la résistance a démontré que les normes en vigueur surestiment la résistance au cisaillement attribuée au PRF collé en surface pour un nombre considérable de spécimens. Les résultats expérimentaux ont révélé l’existence d’un effet d’échelle additionnel attribué au renfort en PRF. Cet effet tend à réduire aussi la ductilité des spécimens sans acier transversal. Ils ont également révélé une interaction entre l’acier transversal interne et le PRF externe ayant pour effet de réduire le gain en résistance dû au PRF. Par ailleurs, des paramètres d’influence majeure sur l’effet d’échelle ont été identifiés. Ces paramètres nécessitent de futures investigations d’envergure au moyen de programmes de recherches élaborés.

Date	21 juin 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Omar Chaallal (Directeur(-trice))