Approche numérique du comportement mécanique des structures fissurées et réparéespar patch en matériaux composite

Abstract

Cette thèse présente les principaux résultats obtenus d'une étude numérique (Ansys) portant sur le comportement structural des poutres en béton et béton armé ayant été réparées à l'aide d'un matériau composite mince adhérent, dans ce programme on distingue deux sériesde configuration de renforcement, la série A où les poutres en béton (70 mm x 70 mm x 280 mm) simplement appuyée, pré fissurée renforcée extérieurement par des plaques en matériaux composites types CFRP aux faces les plus sollicitées et les zones les plus sensibles de la poutre, la série B comprend des poutre en bétonarmé (150 mm x 100 mm x 750 mm) avec les mêmes conditions de renforcement que celle desérie A, celles qui présentele taux volumique de fibres varie entre (0%, 50%,100%), cette technique est amplifiéepar la façon de répartition des fibres dans le composite, comme la répartition croissante vers la colle ou décroissantevers le bas; Dans le cas où le taux de renforcement le plus élevé est localisé en zone tendue (zone de moment négatif) de la poutre, où est localiséeen zone tendue de matériau composite (zone de moment négatif), le champ de contraintes fait en sorte que les risques de fissuration transversale du de cette zone et de fissuration au niveau de l'interface sont très faibles.Il est donc important d’étudier l’influence de la teneur en fibre du composite sur ses propriétés mécaniques.Des poutres témoinsont également été fabriquées afin de pouvoir comparer le comportement structural et l’influence des matériaux composites. Lescomparaisons faites pour les courbes charge-flèche, charge-déformation et les facteurs d’intensité à mi-portée et à l’interface béton-colle,Toutes les poutres ont été soumises à un chargement en flexion trois points. Le comportement mécanique de la structure renforcée change d’une façon qualitative et quantitative en fonction d’une multitude de paramètres indépendants tels que : les propriétés mécaniques des matériaux utilisés, le taux de renforcement, la géométrie de la plaque de CFRP tel que l’épaisseur et la longueur. Dans ce sens une série de calcul a été effectuée par un système numérique (Ansys). Les résultats ont été analysés en termes de résistance, rigidité, ductilité et mode de rupture.