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Fissuration en béton avec référence particulière au béton à haute performance

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par Touhami TAHENNI
USTHB, Algerie - Magister en Génie Civil 2006
  

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CHAPITRE 5

ESTIMATION DES OUVERTURES DE FISSURES

5.1. INTRODUCTION

L'importance de la fissuration ainsi que l'ouverture minimale à partir de laquelle une fissure est considérée comme importante dépendent de la fonction des éléments structuraux ainsi que des conditions d'exposition du béton. Selon [2] Reis et al ont proposé des valeurs de largeur de fissure pouvant être considérées comme acceptables. Ces valeurs, qui constituent un bon guide, sont les suivantes :

- Éléments intérieurs : 0,35mm.

- Éléments extérieurs utilisés dans des conditions normales d'exposition : 0,25mm.

- Éléments extérieurs exposés à un environnement particulièrement agressif : 0,15mm.

Bien que cela soit variable d'un observateur à l'autre, la largeur de fissure minimale visible à l'oeil nu est d'environ 0,10 mm. La détermination de l'ouverture ou largeur des fissures peut se faire avec des appareils grossissants simple.

5.2. ESTIMATION DES OUVERTURES DE FISSURES

La fissuration du béton est un processus hasardeux, hautement aléatoire et influencé par plusieurs facteurs. A cause de la complexité du problème, les méthodes actuelles qui permettent de prédire l'ouverture maximale d'une fissure sont basées essentiellement sur des constatations expérimentales. Donc ces méthodes ne peuvent que prédire l'ouverture maximale la plus probable ; il restera toujours des possibilités de fissures isolées pouvant avoir des ouvertures bien au-delà de celles prédites.

5.2.1. CONSTATATION EXPÉRIMENTALES

Les observations ont montré qu'en général, les fissures prennent naissance en tant que micro-fissures puis se développent en fissures avec des ouvertures mesurables. Une fissure devient visible à l'oeil nu à partir d'une ouverture de l'ordre de 0,1 mm

L'ouverture d'une fissure de flexion, par exemple, diminue d'un maximum à la face la plus tendue à zéro au niveau de l'axe neutre dans le cas des pièces fléchies.

L'enrobage est un paramètre important dans l'ouverture et l'espacement des fissures. Des essais faits par Broms ont montré qu'en général, une augmentation de l'enrobage augmente l'espacement des fissures et augmente aussi leur ouverture [32].

Une poutre armée avec des aciers rond-lisses développe peut de fissures mais avec des ouvertures assez larges, pendant qu'une poutre avec des aciers à haute adhérence développera plus de fissures avec des ouvertures très fines presque invisibles sous les charges de service. Ceci est surtout dû aux saillies (déformations à la surface des barres) qui augmentent la résistance au glissement acier-béton et donc améliore l'adhérence acier-béton, éliminant ainsi les possibilités de fissures larges . Le deuxième paramètre lié aux aciers et qui a une influence importante sur l'ouverture des fissures est leur contrainte. Des études faites par Gergly et Lutz [47] ont confirmé que l'ouverture d'une fissure est proportionnelle à la contrainte des aciers,  ; cette contrainte pouvant être calculée en ce basant sur une analyse élastique d'une section fissurée. Dans ce sens, les travaux de Beeby [48] ont montré que l'ouverture d'une fissure est proportionnelle à la déformation moyenne au niveau où la fissuration est considérée. Une fissure est ouverte au maximum à la surface de l'élément et se retraicit en profondeur jusqu'à un minimum au niveau de l'interface acier- béton, ceci justifie l'hypothèse de non glissement acier-béton et nous permet de déduire que l'ouverture d'une fissure est aussi fonction de la distance à la barre la plus proche.

5.2.2. ETAT LIMITE D'OUVERTURE DES FISSURES

Les formes et dimensions de chaque élément de structure, ainsi que les dispositions des armatures, sont généralement conçues de manière à limiter la probabilité d'apparition des fissures d'une largeur supérieure à celle qui serait tolérable en raison du rôle et de la situation de l'ouvrage : aspect des parements, étanchéité des parois, corrosion.

Les principaux paramètres qui interviennent dans la limitation de l'ouverture des fissures sont:

- Le pourcentage des armatures tendues

- Les diamètres de celle-ci qu'il faut proportionner aux dimensions transversales des pièces

- Leur répartition et leur contrainte de traction

- L'espacement entre deux fissures.

- L'éclatement du béton au niveau de la fissure.

- L'adhérence acier-béton.

- La section d'enrobage de béton à travers laquelle est transmise la traction de l'acier vers

le béton.

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