4. Résultats et discussion :
4.1. Réponse et mode de rupture
Série A : Dans cette série on a utilisé
uniquement les fibres unidirectionnel verre ou carbone, mais il était
question de choisir une configuration similaire au renforcement de carbone et
qui nous donne la même réponse structurelle mais avec un
coût moins élevé.
Tout en se basant sur les essais de caractérisation du
matériau, ou on a obtenu une certaine charge Ultime équivalente
similaire pour chaque choix voir (Tableau 3).
Charge(kN)
100
40
20
80
60
0
PA1
PA3
PA2
Pc
0 5 10 15 20 25 30 35
Fléche (mm)
Fig 5.Courbes de déflection en
fonction de la charge pour la série A
On remarque que d'après les courbes de la série
A (Fig.5), une certaine équivalence entre les trois configurations de
renforcement à savoir PA1, PA2, et PA3. Ceci est dû principalement
a l'équivalence de la charge ultime de rupture des trois renforts, comme
cela été mentionné ci-dessus au tableau(3). mais
comparativement a la poutre témoin Pc, on a observé une
augmentation de la charge maximale de près de 120% pour les trois
poutres renforcées. D'un autre cote une diminution de leurs
déflection, qui est dû principalement a une augmentation de leurs
rigidité. Ces valeurs relatives sont des exemples de ce que l'on peut
obtenir par l'application d'un matériau composite comme renfort en
flexion.
En effet, les courbes de la série A, nous montre un
léger plus pour la poutre PA3 et surtout une meilleur déflection.
Ceci est dû a la configuration propre du renfort, qui est un
mélange entre des fibres de carbone avec un module
d'élasticité et une résistance a la traction
élevés, et un tissu de fibre de verre plus déformable avec
un module d'élasticité nettement plus faible. Ce qui donne a ce
mélange hybride une meilleure performance avec un coût
inférieur à celui de la configuration carbone de la poutre
PA1.
Série B : Cette série comprend trois poutres
renforcées par un tissu hybride bidirectionnel HFRP
Verre-Carbone, cette configuration a été choisie de
manière à étudier l'effet d'un tissu hybride
bidirectionnel sur le comportement de nos poutres.
Les remarques qu'on peu faire sur la réponse des
poutres de la série B (Fig.6), est que le renforcement d'une poutre
augmente d'une manière substantielle la charge de rupture, avec
augmentation de la rigidité et réduction de la déflection,
néanmoins pour cette série on remarque une certaine rupture
prématuré du composite qui est due principalement aux
propriétés du renfort hybride vu sa faible élongation
à la rupture et sa faible résistance à la traction.
Charge(kN)
100
60
40
20
80
0
PB6
Pc
PB5
PB4
0 5 10 15 20 25 30 35
Fléche (mm)
Fig 6.Courbes de déflection en
fonction de la charge pour la série B
Si on fait une comparaison entre la poutre PB4 et PB5 on
remarque que le gain apporté avec le rajout d'une couche hybride
était d'environ de 12% ce qui n'est pas énorme, d'autant plus que
leurs déflection est presque identique.
Ce qui nous amène à dire qu'il y a une limite
dans la dimension du renfort comme c'est le cas avec le renforcement des
aciers, et qu'au-delà d'une certaine limite le renfort n'apporte pas
grand-chose.
Par contre une comparaison entre les poutres PB4 et PB6 toute
les deux renforcées avec trois couches en traction avec la
différence du renfort en U pour la PB4. On remarque que le mode de
rupture à changé pour la poutre PB4 passant du pivot A
(utilisation maximale de l'acier) au pivot B (rupture du béton) mais n'a
pas changé pour la poutre PB6 malgré l'épaisseur qui est
identique en traction. L'augmentation de la charge de rupture était de
114% pour la PB4 et de 51% pour la PB6 et de la déflection qui passe de
16,8 à 10,3 mm.
On peut déduire de cette situation, que les ancrages
ainsi que l'augmentation de la surface du renfort augmente
considérablement les caractéristiques mécaniques de la
poutre et évitera par la même toute rupture fragile et brutale du
composite.
PA1 PA2 PA3
Fig 6. Mode de rupture de la
série A
PB4 PB5 PB6
Fig 7. Mode de rupture de la
série B
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