Étude du comportement charge-flèche et de la fissuration d'éléments unidirectionnels en béton armé de barres d'armature de PRF soumis à la flexion

Abstract

Les barres d'armature en matériaux composites à base de polymères renforcés de fibres (PRF) représentent une bonne alternative de substitution des barres d'armature en acier pour éliminer le problème de la corrosion des armatures qui ne cesse de causer de graves détériorations des structures en béton armé. Cette thèse a pour objectif l'étude du comportement charge-flèche et de la fissuration d'éléments unidirectionnels en béton armé de barres en PRF soumises à la flexion. Le programme de recherche se divise en deux volets représentant les deux types d'éléments susceptibles de subir des sollicitations de flexion. Le premier volet de l'étude évalue le comportement en flexion des poutres en béton armé avec différents types de barres d'armature en PRF comprenant des barres à base de fibres de carbone, de verre, et d'aramide. Le deuxième volet de l'étude évalue le comportement en flexion des dalles unidirectionnelles en béton armé avec des barres d'armature en PRF à base de fibres de carbone et de fibres de verre. Un total de 24 poutres (3300, 200, 300 mm) et 10 dalles (3100, 1000, 200 mm) ont été préparées et soumises à des essais de flexion quatre points. L'effet de plusieurs paramètres, tel que le taux d'armature, le type de barre, la disposition des barres et le revêtement de surface des barres, sur la largeur, l'espacement, et la distribution des fissures, la flèche, la capacité portante, la déformabilité et le mode de rupture est abordé. La synthèse de ce travail de recherche a permis d'établir des conclusions et des recommandations. On peut dire essentiellement que le comportement expérimental des poutres et des dalles en béton armé avec des barres en PRF, soumises à la flexion, diffère de celui des éléments en béton armé avec des barres en acier. Les flèches et les largeurs de fissure sont plus importantes dans le cas où l'on utilise des barres en PRF. En conséquence, les critères de service vont conditionner le calcul d'éléments en béton armé de barres en PRF, ce qui donne, en terme de résistance, une grande sécurité. Les résultats expérimentaux ont permis, aussi, de vérifier les procédures de calcul proposées par les différents codes et manuels de calcul (CAN/CSA-S6-00 2000; ISIS-M03-00 2001; ACI 440.1R-03 2003; CAN/CSA-S806-02 2002) et de proposer un nouveau modèle pour le calcul de la flèche ainsi qu'une modification dans le modèle de calcul de la largeur de fissure. Les résultats de cette recherche ont permis, à date, de produire trois publications scientifiques dans des revues (ACI Special Publication, Journal of Indian Concrete Institute, Revue Canadienne de Génie Civil).