Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA DE BOUMERDES FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT DE GENIE DES MATERIAUX -LMMC- MEMOIRE DE MAGISTER SPECIALITE : SCIENCES ET GENIE DES MATERIAUX Option : Physique et mécanique des matériaux Présenté par : Mlle YAHIAOUI Souâd THEME ETUDE EXPERIMENTALE DE LA DURABILITE DES ELEMENTS FISSURES EN BETON ARME RIGIDIFIES PAR LES MATERIAUX COMPOSITES Soutenu le : 27 Mai 2006 Devant le jury composé de Mr BEZAZI B. Professeur UMBB Président Mr AIT TAHAR K. Maître de conférence UMMTO Rapporteur Mr BAHAR R. Professeur UMMTO Examinateur Mr ZERIZER A. Maître de conférence UMBB Examinateur Mr MEDDAHI A. Maître de conférence UMBB Examinateur Boumerdes – 2006 – RESUME Le travail proposé porte sur l’étude expérimentale du comportement mécanique des éléments de structure en béton armé renforcés ou / et réparés par application direct d’un tissu en fibres de verre sur le support en béton en utilisant la technique de marouflage. Le but essentiel de cette étude réside, dans l’apport en retour de rigidité et de résistance aux éléments endommagés, après le renforcement. Une caractérisation expérimentale du comportement mécanique par essai de compression axiale et de traction par flexion est réalisée, en considérant deux approches, à savoir l’application du composite avant fissuration et après fissuration et en utilisant deux types de chemisage, à savoir un demi chemisage et un chemisage complet de la section transversale tout le long de l’élément. Mots clés : béton, matériaux composite, rigidité, ductilité, fissuration, essai, rupture ABSTRACT The work suggested concerns the experimental study of the mechanical behavior of the elements of structure out of concrete reinforced or / and repaired by application direct with a glass fiber fabric on the concrete support by using the technique with taping. The essential goal of this study resides, in the contribution in return of rigidity and strength to the elements damaged, after the reinforcement. An experimental characterization of mechanical behavior by test of axial compression and tensile per inflection is carried out, by considering two approaches, namely the application of the composite before cracking and cracking and by using two types of lining, namely a half lining and a complete lining of the cross section out along the element. Key words: composite concrete, materials, rigidity, ductility, cracking, test, failure. REMERCIEMENTS Ce travail a été effectué d’une part au laboratoire « LMMC » de l’université de Boumerdes, et d’autre part, au niveau des laboratoires CETIM de Boumerdes et CNERIB -Souidania, dirigé par mon encadreur Monsieur K. AIT TAHAR maître de conférence à l’UMMTO ; à qui j’exprime ma profonde gratitude pour m’avoir suivi et dirigé ; sa détermination et ses qualités humaines m’ont apporté un soutien moral important ; qu’il soit spécialement et sincèrement remercié pour son aide constante. Mes vifs remerciements vont également vers Messieurs, les professeurs, ABADLIA M.T. et BEZZAZI B. pour l’aide, l’encouragement et les moyens didactiques qu’ils ont mis à ma disposition pour mener à terme mon travail. Je remercie tous les membres du groupe mécanique du laboratoire LMMC, en particulier HACHEMANE B. et BELKORICHI B. sans oublier les laborantins Un grand merci à tout le personnel du laboratoire CETIM de Boumerdes et du centre national CNERIB de Souidania en particulier Mr BELLAL et Mr MEZIANI, pour m’avoir aidé à réaliser l’essentiel de mes essais mécaniques et à mener à terme la partie expérimentale. Je remercie tous les membres du jury pour avoir accepter d’examiner ce mémoire et juger ce travail, je leur exprime toute ma gratitude pour l’intérêt qu’ils ont accordé à ce travail. DEDICACES A mes chers parents. A mes frères et sœurs. A toute ma famille. A tous mes amis. Table des matières INTRODUCTION GENERALE…………………………………………………………….1 Chapitre I. Pathologie et techniques de réparation des éléments fissurés en béton armé I.1- Généralités……… ………………………………………………………………………..5 I.2-Comportement pathologique des ouvrages………………………………………………..7 I.2.1. Principales causes de désordres affectant les ouvrages en béton armé …………….7 I.2.2. Les différents types de fissures…………………………………………………….11 I.3. Techniques de renforcement et réparation……………………………………………….14 I.3.1 Gainage…………………………………………………..………………………….15 I.3.2.. Injections…………………………………………………………………………..16 I.3. 3. Adjonction d’armatures complémentaires…………………………………………16 I.3.4. Béton projeté……………………………………………………………………....17 I.3.5. Tôle colée……...…………………………………………………….…………….17 I.3.6. Précontrainte additionnelle………………………………………………………..18 I.3.7. Renforcements par matériaux composites….…………………………………….18 I.4. Conclusion du chapitre…………………………………………………………………..21 Chapitre II. Matériaux composites : définitions et performances mécaniques II.1 Généralités sur les matériaux composites……………………………………………..…24 II.2. Définitions…………….………………………………..………………………………..24 II.3. Composition des matériaux composites………………………………………………...24 II.3.1. Les principales fibres….………..…………………………………………………27 II.3.2.Procedes d’élaboration des fibres…………………………………………………..31 II.3.3. Principales combinaisons…………….…………………………………………....32 II.4.Avantages et inconvénients des matériaux composites……………………….................33 II.5. Utilisation des matériaux composites……………………………………..…………….33 II.6. Application des MC dans le génie civil……..…………………………………………..34 II. 7. Comportement mécanique d’un composite UD….…………………………………….35 II.8. Détermination expérimentale…………………………………………………………....38 II.9. Conclusion du chapitre………………….……………………………………………….42 Chapitre III. Identification expérimentale des matériaux utilisés et technique de réalisation proposée III.1- Introduction………………………………………………………………………….....45 III.2. Caractérisation des matériaux utilisés…………….…………………………………….46 III.2.1. Constituants du béton……………………………………………………………46 III.2.2. Constituants de matériaux composites………………………..……………........56 III.3- Préparation et confection des corps d’épreuve…………………………………………59 III.3.1. Confection de béton……………………………………………………………..60 III.3.2. Procédés de mise en œuvre du renfort………………...………………………...65 III.4- Conclusion du chapitre………….…………………………………………………...…70 Chapitre IV. Caractérisation expérimentale du comportement mécanique IV.1. Introduction …………………………………………………………………………….72 IV.2.Caractérisation expérimentale du comportement mécanique……….……......................73 IV.2.1. Essais de résistance à la compression……………………………………….……74 IV.2.1.1 Descpription de l’essai………………………………………………………74 IV.2.1.2. Résultats des essais……………………………………………………….…75 IV.2.1.3. Mode de rupture observé………………………………………………… ...79 IV.2.2. Essai de résistance à la traction par flexion………………………………….......80 IV.2.2.1. Description de l’essai……………..………………………………………….80 IV.2.2.2. Résultats de l’essai de flexion …………………...………………………… 82 IV.2.2.3. Mode de rupture……... ………………………………………………….…..89 IV.3. Analyse des résultats et conclusion…………………………………………………….93 CONCLUSION GENERALE……………………………………………………………....97 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES………………………………………………….99 Liste des tableaux et figures Tableaux Tableau I.1. Performances du câble composite………………………………… 19 Tableau II.1. Différents types de verres filables……………………………… 27 Tableau II.2. Composition des verres de type E,D et R……………………… 28 Tableau II.3. Synthèse d’utilisation des résines et renforts…………………….. 32 Tableau II.4. Expressions des modules de l’ingénieurs en fonctions des coefficients de rigidité et de souplesse……...……………………... 37 Tableau III.1. Analyse granulométrique du gravier 8/15- NF P18-560………… 47 Tableau III.2. Analyse granulométrique du gravier 15/25- NF P18-560……… 47 Tableau III.3. Analyse granulométrique du sable 8/15- NF P18-560………… 48 Tableau III.4. Equivalent de sable……………………………………………… 49 Tableau III.5. Mesure des masses volumiques, du coefficient d’absorption et de Porosité……………………………………………………….. 50 Tableau III.6. Composition chimique du sable et du gravier…………………… 51 Tableau III.7. Composition minéralogique du sable et du gravier…………… 51 Tableau III.8. Caractéristiques physiques du ciment…………………………… 53 Tableau III.9. Composition chimique du ciment……………………………… 53 Tableau III.10. Composition minéralogique du ciment………………………… 54 Tableau III.11. Caractéristiques mécaniques du ciment……………………… 54 Tableau III.12. Caractéristiques physiques de la résine époxy…………………. 56 Tableau III.13. Caractéristiques mécaniques de la résine époxy……………… 57 Tableau III.14. Composition chimique de la fibre de verre…………………… 58 Tableau III.15. Caractéristiques mécaniques de la fibre de verre………………. 59 Tableau III.16. Composition du béton selon la formulation Dreux Gorisse……. 61 Tableau IV.1 Résultat de l’essai de compression sur le béton témoin…………. 75 Tableau IV.2 Résultat de l’essai de compression sur le béton fissuré réparé par Chemisage………………………………………………………... 75 Tableau IV.3 Résultat de l’essai de compression sur le béton non fissuré renforcé par chemisage………………………………………........ 75 Tableau IV.4 Résultats effort (contrainte)-déplacement longitudinal des différents types de béton en compression………………………… 76 Tableau IV.5. Eléments de comparaison pour les différents types de béton en compression……………………………………………………… 76 Tableau IV.6 Résultats de l’essai de flexion sur le béton témoin Tableau IV.7 Résultats de l’essai de flexion sur le béton non fissuré renforcé par demi-chemisage………………………………………………. 82 Tableau IV.8 Résultats de l’essai de flexion sur le béton non fissuré renforcé par chemisage complet…………………………………………. . 82 Tableau IV.9 Résultats de l’essai de flexion sur le béton fissuré réparé par demi-chemisage…………………………………………………... 82 Tableau IV.10. résultats de l’essai de flexion sur le béton fissuré réparé par chemisage complet………………………………………………. 83 Tableau IV.11 Résultats force (contrainte)- flèches des différents types de béton en compression…………………………………………… 83 Tableau IV.12. Eléments de comparaison pour les différents types de béton en flexion………………………………………………………… 84 Figures Figure I.1. Fissuration d’une poutre en béton armé en milieu salin…………... 09 Figure I.2. Fissuration de poutres et de poteaux d’une structure âgée atteinte d’alcali réaction…………………………………………………… 10 Figure I.3. Impact provoqué par un camion hors gabarit sur un tablier de pont... 11 Figure I.4 Câble composite de précontrainte…………………………………… 19 Figure II.1. Organigramme des principaux matériaux de renforts……………… 25 Figure II.2. Organigramme des principales familles de matrices………………. 26 Figure II.3. Formation linéique………………………………………………… 29 Figure II.4. Différentes formes de tissage………………………………………. 30 Figure II.5. Formes surfaciques…………………………………………………. 31 Figure II.6. Matériau composite unidirectionnel……………………………… 35 Figure II.7. Cellule élémentaire d’un composite unidirectionnel……………….. 36 Figure II.8. Traction longitudinal……………………………………………… 39 Figure II.9. Traction transversale….………………………………………… … 40 Figure II.10. Traction hors axe………………………………………………… . 41 Figure III.1. Analyse granulométrique du sable et du gravier NF P18-560…….. 48 Figure III.2 Evolution de la résistance à la flexion du ciment………………… 55 Figure III.3 Evolution de la résistance à compression du ciment………………. 55 Figure III.4. Malaxeur à axe vertical de capacité 65l…………………………… 61 Figure III.5. Affaissement du béton mesuré par le cône d’Abrams…………….. 62 Figure III.6. Ferraillage placé à l’intérieur du moule…………………………… 63 Figure III.7. vibration du béton à l’aide de table vibrante……………………… 64 Figure III.8 Finition de l’opération de moulage………………………………… 64 Figure III.9. Faces rectifiées par coulage d’une couche de soufre……………… 65 Figure III.10 Appareillage d’essai et fissuration des éprouvettes par essai de flexion…………………………………………………………….. 66 Figure III.11. Appareillage d’essai et fissuration des éprouvettes par essai de compression……………………………………………………….. 66 Figure III.12 Eprouvettes après application uploads/Geographie/ yahiaoui-souad-pdf.pdf