Renforcement des structures en bois à l’aide de polymère renforcé de fibres (PRF)

Résumé

Depuis quelques années, l’utilisation du bois dans la construction de bâtiments et de ponts démontre une augmentation significative. Le bois d’ingénierie ne cesse d’évoluer et de permettre une utilisation beaucoup plus vaste qu’auparavant. Étant un matériau renouvelable et écoresponsable, le bois a tout intérêt à être davantage utilisé. Lorsqu’une structure déficiente nécessite un renforcement pour augmenter sa durée de vie ou sa capacité portante, plusieurs pensent à utiliser des techniques bien connues faisant appel à l’utilisation de l’acier ou du béton avec le bois; ou même un remplacement complet. Dans le cas des structures en bois, le renforcement à l’aide de matériaux composites en polymère renforcé de fibres (PRF) est rarement utilisé. Cette technique de renforcement a fait ses preuves pour le béton, mais présente des lacunes pour le bois. À ce titre, le projet de recherche présenté dans ce mémoire de maitrise traite de cette problématique. L’objectif de la présente étude est de développer des méthodes de réhabilitation et des modèles de calcul pour les structures en bois renforcées à l’aide de PRF. L’étude comprend un volet théorique et un volet expérimental. Le volet théorique vise à situer la présente étude par rapport aux recherches antérieures et à identifier les besoins en recherche. Le volet expérimental consiste à effectuer des essais de flexion et d’arrachement sur des spécimens en bois renforcés de PRF et d’en évaluer les avantages. Un total de 17 poutres ont été testés selon la méthode d’essais de flexion en quatre points et 12 spécimens ont été testés en arrachement. En flexion, trois configurations ont été étudiées à l’aide de lamelle ou de tissu de différentes largeurs. Les paramètres évalués et analysés sont le mode de rupture, le comportement Force-Déplacement, le comportement contraintes-déformations, et la relation entre les déformations du PRF et la distance par rapport au centre de la poutre. En arrachement, trois longueurs d’ancrage (100 mm, 150 mm et 500 mm) ont été évaluées. Les paramètres évalués et analysés, en plus de ceux en flexion, sont la relation entre les déformations du PRF et la distance de l’extrémité chargée et la relation entre la contrainte d’adhérence et la distance de l’extrémité chargée. Les résultats de l’étude montrent que le renforcement d’un élément en bois à l’aide de PRF augmente sa résistance de façon significative et modifie le mode de rupture; ce dernier passant de fragile à ductile. Globalement, l’utilisation de tissus offre de meilleurs résultats que l’utilisation de lamelles et ce autant pour le renforcement en flexion que pour l’arrachement, car il permet une répartition uniforme des contraintes et des déformations.

Date	12 avr. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Amar Khaled (Directeur(-trice)) & Omar Chaallal (Codirecteur(-trice))