Étude de la performance de barres de renforcement interne en PRF soumises à des conditions environnementales extrêmes

Abstract

Les matériaux polymères renforcés de fibres (PRF) sont de plus en plus utilisés dans les ouvrages du génie civil à cause de leurs nombreux avantages par rapport à l'acier d'armature. Toutefois, certaines conditions d'application peuvent potentiellement affecter leur durabilité, rendant cruciales les études exhaustives de leur durabilité à long terme pour permettre leur plein développement. Plusieurs agresseurs de l'environnement d'application des barres de PRF peuvent potentiellement altérer les propriétés de ces dernières à court ou à long terme. Plusieurs études portant sur l'effet de l'alcalinité du béton et de l'humidité ont déjà été menées dans le passé en utilisant des vieillissements accélérés en laboratoire par immersion en solution alcaline simulant le pH du béton. Ces études doivent obligatoirement faire intervenir un facteur accélérant comme la température permettant de les effectuer dans des délais raisonnables. L'usage de paramètres de conditionnement trop sévères peut amplifier de manière non représentative la réduction des propriétés et la diffusion de l'humidité et mener à une sous-estimation de la durabilité des composites de PRF impliquant même une conception trop conservatrice des ouvrages contenant ces nouveaux matériaux. La présente thèse présente l'étude de la durabilité à long terme de barres PRF soumis à des vieillissements accélérés en laboratoire simulant mieux la réalité comparativement aux vieillissements traditionnellement utilisés. En particulier, il sera question d'évaluer la durabilité des barres de PRF et de l'interface entre le béton et les barres en termes de perte de propriétés physiques et mécaniques et d'effets microstructuraux suite à des vieillissements en laboratoire. Il sera aussi question d'identifier les principaux phénomènes de dégradation pouvant affecter les composites de PRF lors de leur utilisation comme renforcement interne du béton et de confirmer la pertinence des paramètres de vieillissements accélérés en laboratoire utilisés pour prédire le comportement à long-terme des composites de PRF. Finalement, les effets des températures extrêmes d'application et de la fissuration due à un impact sur la durabilité des barres seront d'intérêt.Les résultats de cette thèse démontrent clairement que les barres de PRFV testées ne sont que très peu affectées par l'environnement du béton et que les résultats obtenus par des vieillissements traditionnels en solution alcaline mènent à des résultats conservateurs et à une sous-estimation des propriétés à long terme des barres de PRF.