Renforcement de poutres de béton armé en cisaillement à l'aide de matériaux composites : étude comparative

Résumé

Les recherches réalisées depuis les 23 dernières années sur le comportement en cisaillement des poutres de béton armé (BA) renforcées à l’aide de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) ont permis de déterminer certains paramètres d’influence qui régissent aujourd’hui les différentes normes internationales de calcul. À travers ces études, plusieurs systèmes de renforcement ont été testés et ont su démontrer que leur utilisation était bénéfique pour procurer un gain de résistance en cisaillement lors de la réhabilitation de structures déficientes. Dans cette recherche, une revue de la théorie ainsi qu’un volet expérimental comprenant un programme d’essai constitué de 7 poutres en T de grandeur nature préfissurées en cisaillement, renforcées à l’aide de différents systèmes, sont analysées pour comparer l’efficacité en terme de gain de résistance et de faisabilité de mise en œuvre des différents systèmes développés par l’industrie. Les différents systèmes de renfort analysés sont : (i) tissus de fibre de carbone collé en surface sur l’âme de la poutre (EB), (ii) tiges de PRFC insérées au travers de la section (ETS ‘’Embedded Through Section’’) et (iii) lamelle de PRFC en L collée sur l’âme de la poutre utilisant différentes longueurs d’ancrage (Sika Carboshear L). Afin de pouvoir comparer ces différentes techniques de renforcement, les poutres utilisées dans cette étude sont identiques et ont toutes subies un préchargement équivalent ayant causé un patron de fissuration de cisaillement similaire avant renforcement. Les données expérimentales recueillies suite au chargement statique jusqu’à rupture ont permis de quantifier le gain offert par les différentes méthodes de renforcement. Tous les spécimens de l’étude ont connu une rupture en cisaillement à l’exception d’un spécimen qui a rompu en flexion et a démontré une certaine ductilité suite au renforcement. En observant les déformations internes sur le renfort et l’acier d’armature, on peut affirmer que le renfort contribue à la reprise des efforts et permet de soulager les étriers et engendre ainsi un accroissement de la résistance en cisaillement. Bien que tous les systèmes aient démontré qu’ils pouvaient accroître la résistance en cisaillement, leur facilité de mise en place n’est pas pour autant équivalente. En évaluant les différentes étapes de préparation, en relevant les contraintes de dimensionnement et de mise en place et en identifiant les avantages et inconvénients, il est démontré que certains systèmes peuvent être mieux adaptés selon certains cas.

Date	3 déc. 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Omar Chaallal (Directeur(-trice)) & Marie-José Nollet (Codirecteur(-trice))