Amélioration de la Ductilité du Béton à Haute Performences par l'ajout de Fibres d'Acier

AMÉLIORATION DE LA DUCTILITÉ DU BÉTON À HAUTE PERFORMANCE PAR L'AJOUT DE FIBRES D'ACIER

T.TAHENNI ^*& M. CHEMROUK ^**

* Doctorant, Faculté de Génie Civil, USTHB.

** Professeur, Faculté de Génie Civil, USTHB.

Tél: [phone] , BP32 El-Alia, Bab-Ezzouar, Alger.

E-mail : [e-mail]

RÉSUMÉ

Cette communication présente les résultats d'essais de flexion à trois points menés sur des poutres en béton à haute performance et béton à haute performance renforcées de fibres d'acier. Ces essais font partie d'un programme expérimental ayant pour but d'étudier l'influence des fibres sur l'apparition et la propagation de fissures, et ainsi sur le comportement ductile de ces bétons. D'une manière générale, le comportement du béton à haute performance vis-à-vis de la fissuration est amélioré avec l'utilisation des fibres d'acier dans le mélange. L'addition des fibres réduit la fragilité du matériau et améliore sa ductilité, qualité structurelle indispensable dans les régions à haut risque sismique.

Les essais entrepris dans ce travail sur des poutres en BHP ont montré que l'ajout de fibres, même en faible quantité, améliore le comportement du matériau béton vis-à-vis de la traction et limite l'ouverture des fissures d'une manière appréciable. Dans ce sens, la formation des premières fissures est retardée et une fois formées, ces fissures restent relativement fines parce qu'elles sont couturées par des fibres d'aciers.

Une poutre en béton témoin développe peu de fissures mais avec des ouvertures assez larges, pendant qu'une poutre en béton contenant des fibres développera plus de fissures avec des ouvertures très fines.

MOTS CLÉS 

Ductilité en béton - béton à haute performance - fibres d'acier - fissuration en béton - béton de fibres.

1. INTRODUCTION

Malgré que le BHP soit considéré comme étant un matériau relativement nouveau, son développement a été graduel au fil des années. Avec le développement continue, la définition même de performance a évolué. La toute première fut celle de haute résistance et concernait un béton de 30 MPa et plus. Ensuite, un béton avec des résistances entre 40 et 50 MPa était possible. Vers la fin des années 70 un béton ayant une résistance à la compression de 60 MPa a été produit par des centrales à béton. L'idée de « haute performance » est née avec ce béton et on a commencé à s'intéresser, d'une manière générale, au comportement mécanique de ce matériau sous chargement et, à long terme, à sa durabilité.

Le terme « haute performance » est, cependant, utilisé avec un sens relatif car

un béton qui est considéré comme ordinaire dans une pratique peut-être considéré, comme de haute performance dans une autre. Dans ce travail, un béton ayant une résistance à la compression de plus de 40 MPa [1] est considéré comme béton à haute performance, au vue de la pauvreté de ce matériau dans nos chantiers.

L'utilisation des Bétons à Hautes Performance « BHP » est actuellement en plein développement dans le domaine du génie civil, notamment dans la construction des ouvrages d'art. Ils sont obtenus par l'emploi conjugué des superplastifiants et des ultra-fins tels que les ajouts minéraux, ce qui permet d'augmenter la résistance à la compression (> 40 MPa) tout en améliorant l'ouvrabilité et la durabilité.

Le béton à haute performance avec des résistances élevées offre à la construction une durabilité meilleure à long terme et permet des économies de matériaux allant jusqu'à 40 ? [2,3].

La tendance d'une résistance à traction faible par comparaison à celle de la compression est maintenue pour le BHP. Cette tendance est même mieux mise en évidence du fait que pendant que la résistance à la compression croit pour doubler ou tripler (de 20 à 60MPa), celle à la traction passe de 3 MPa à 4 jusqu'à 5 MPa. Le rapportest d'avantage réduit pour atteindre 1/20. Avec l'augmentation de la résistance à la compression le BHP devient peu ductile, et donc ajouté au manque de ductilité des bétons en général tel que constaté lors des différents séisme qui se sont produit à travers le monde. À ce sujet, plusieurs études [4] ont montré un comportement adoucissant médiocre des BHP sous une contrainte de compression uniaxiale. Cette fragilité entraîne des problèmes de conception et de dimensionnement pour certains types de structures particulièrement à l'ELU. Néanmoins, ce comportement fragile peut être évité par adjonction de fibres métalliques à la composition initiale du béton. Ces dernières jouent un rôle de renforcement qui compense la fragilité du béton par couture d'abord de la microfissuration et puis couture de la macrofissuration.