Efficacité du renforcement des poutres en béton armé par des matériaux composites

3.2. Caractéristiques des poutres.

Un total de sept poutres rectangulaires ont été fabriquées pour les besoins de cette étude, Toutes les poutres sont identiques, elles ont une section de 100X160 mm2 et une longueur de 1500mm, elles sont armées de deux barres de HA10 inférieures et de deux barres HA8 supérieures, 13 cadres HA6 espacés de 12cm ont été utilisés pour le renforcement à l'effort tranchant et pour éviter une rupture prématurée à l'effort tranchant (Fig.2).

Section 1 -1

P/2 300 P/2

Cadre Ø6mm at 120mm

1

2T8

1

2T10

100

1300

Jauges de déf

Champs de mesure
de la caméra

160

100

60

300

Fig.2. Détails des Poutres (dimensions en mm)

On distingue deux séries de configuration de renforcement, la série A ou les poutres sont renforcées par un renfort de fibre Unidirectionnel en forme de U, la série B comprend le renfort avec un tissus de fibre bidirectionnel hybride verre carbone (Tab 2).

3.3. Caractéristiques des matériaux.

Les caractéristiques des fibres utilisées sont données par le fournisseur (Tab1) comme suit :

Tableau1.Caractéristiques des fibres

Matériau	Module E GPa	Résistance MPa	Orientation des Fibres	Epaisseur mm	Elongation	Masse g/m^2
Fibre CFRP (SikaWrap230C	238	3650	Unidirectionnel	0.13	1.7%	225
Fibre GFRP SikaWrap430G	76	2200	Unidirectionnel	0.17	2.8%	430

Fibre hybride Non Disponible

Tableau.2 : Configuration des poutres testées.

	Poutre	Configuration					Type de Renfort
	Pc						Poutre Témoin
SERIE A	PA1						Tissu carbone CFRP 1Couche U à 0° et 1Couche U à 90°
	PA2						Tissu Verre GFRP 2 Couches U à 0° et 1Couche à 90°
	PA3						Mélange CFRP+GFRP 1Couche C FRP 0° 1Couche GFRP 0°
SERIE B	PB4						3Couche HFRP en U
	PB5						2Couche HFRP en U
	PB6						3Couche HFRP

Les Matrices utilisées dans cette étude, sont composés de résines époxydiques et d'un durcisseur. Pour accéder aux caractéristiques mécaniques de chaque renfort composite il était nécessaire de réaliser des éprouvettes (Fig.3) pour des essais en traction et cela suivant la norme (NF T 51-034). Les caractéristiques mécaniques sont données au Tableau.(3).

Tableau 3.Caractéristiques des composites.

Matériaux	Module E	résistance	Charge ultime	épaisseur	Elongation%
CFRP	43.5	403	0.644(1couche)	1.6	0.95
GFRP	19.2	325	0,650(2couche)	2	1,7
CFRP+GFRP	28	400	0.640(2couche)	1.6	1.45
Tissu hybrid	27	218	-	2	0.85

Lors de cette étude, la valeur de résistance souhaitée du béton a été prise égale à 30 MPa, Les armatures longitudinales et transversales utilisées sont des Aciers a haute adhérence, un module d'Young de 200 GPa, et une valeur moyenne de 500 MPa comme limite élastique.

Figure 3. Essai de traction sur
éprouvette composite

0 5 10 15 20 25 30

Charge fl N)

100

75

25

50

0

Aramis _deflection PA4 LVDT deflection PA4 Aramis deflection PA3 LVDT deflection PA3

Deflection (mm)

Figure 4. Comparaison entre les mesures de
la caméra et les LVDT

3.3 Instrumentation.

Plusieurs types de mesures ont été effectués : mesures des déplacements du corps d'épreuve et les mesures des déformations des Aciers du Béton ainsi que celui du renfort Composite.

Les capteurs de déplacements type (LVDT) ont été utilisés pour les mesures de flèches, fixé à un support rigide, ces capteurs venaient palper des cibles métalliques collées sur la surface du béton. D'un autre coté les déplacements ont été mesurés par la traverse de la machine d'essais.

Les champs cinématiques classiques sont perturbés par l'existence des fissures, ce qui nécessite une approche quasi continue plutôt que l'approche discrète classique. Ainsi, notre étude s'est orientée vers l'utilisation de méthodes optiques de mesures de champs cinématiques, qui permettent de caractériser avec une précision maîtrisée un champ de déplacement ou de déformation. C'est ainsi que le champ des déformations des surfaces externes, soit celui du béton ou du renfort composite ont fait l'objet de mesures optique à l'aide d'une camera de marque Gom-Aramis. Et afin de juger sur la pertinence des résultats de la caméra gom-aramis, une comparaison à été établie entre les résultats des mesures traditionnelles des déplacements par LVDT, ainsi on remarque une parfaite corrélation entre les deux mesures (Fig.4).