3. PROGRAMME expérimental
L'étude expérimentale porte principalement sur
la mesure :
* Des ouvertures des fissures dans le béton à
l'aide d'un
« fissuromètre ».
* De l'espacement et longueurs des fissures.
* Des charges de première fissuration et de rupture.
Pour cette campagne d'essai, nous avons réalisé
quatre séries de trois poutres chacune;
(12 poutres), et des éprouvettes cubiques de (10x10x10)
cm pour évaluer la résistance à la compression du
béton à l'age de l'essai.
· Trois poutres en Béton Ordinaire,
désignées par BO.
· Trois poutres en Béton Ordinaire avec ajout de
Fibre d'acier, désignées par BOF.
· Trois poutres en Béton à Haute
Performance, désignées par BHP.
· Trois poutres en Béton à Haute
Performance avec ajout de Fibre d'acier, désignées par
BHPF.
Toutes les poutres sont des models réduits qui ont les
mêmes dimensions 10 x 15 x 110 cm, chargées par une force
concentrée appliquée au milieu (flexion en trois points).
Le ferraillage de chaque série de poutres est 2T10 dans la
zone tendue et 2T8 dans la zone comprimée et avec des cadres en Ø
6 espacées de 10 cm (figure1). Le pourcentage d'armatures principales
ñ = 1.25 %.
2T8
? ?
? ?
Cadre 6
2T10
10
15
Cadre 6
100
5
5
2 T10
2 T8
Figure 1 : Ferraillage de la poutre
Les sections doivent être sous- armées pour nous
permettre d'observer le développement et l'évolution des fissures
sous chargement jusqu'à rupture.
4. CONSTATATIONS ET ANALYSE DES RESULTATS
L'âge du béton au moment de l'essai des poutres a
varié entre 57 et 62 jours.
Les charges étaient appliquées par un
vérin hydraulique de 200 kN, transmettant les efforts à la poutre
par l'intermédiaire de rotule.
La montée en charge s'est faite de manière
discontinue en respectant des paliers de 2 kN.
4.1. Processus d'apparition des fissures
Le processus d'apparition et de progression des fissures est
quantifié dans les tableaux
6 (a), (b), (c) et (d), et schématisé dans les
figures 2 (a), (b), (c) et (d).
Tableau 6 (a) : Processus d'apparition et
propagation des fissures des poutres en BO.
|
Spécimens
|
Caractéristique
de la fissuration
|
Effort appliqué (KN)
|
|
19
|
20
|
24
|
28
|
32
|
34
|
36
|
38
|
40
|
|
BO1
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
|
5
6
9
0,1
|
6
4
10,2
0,14
|
0,24
|
7
6,2
10
0,3
|
8
6,3
8,5
0,36
|
9
7,2
9,3
0,36
|
7,5
0,4
|
9
10,3
1,4
0,4
|
|
BO2
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
|
4
3
10
0,02
|
5
2
11,5
0,04
|
0,12
|
7
3,5
11
0,2
|
8
4,7
8
0,22
|
9
6,5
10
0,24
|
7
0,25
|
9
12,5
0,8
|
|
BO3
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
|
6
6
9
0,1
|
7
0,12
|
0,2
|
7
8
10
0,28
|
0,3
|
0,3
|
8
8
7
0,38
|
11
1,2
|
Tableau 6 (b) : Processus d'apparition et
propagation des fissures des poutres en BOF.
|
Spécimens
|
Caractéristique
de la fissuration
|
Effort appliqué (KN)
|
|
19
|
20
|
24
|
28
|
32
|
34
|
36
|
38
|
40
|
|
BOF1
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
2
1
7
0,04
|
0,1
|
3
4
8
0,14
|
6
5,8
8
0,19
|
7
8
0,22
|
6
0,24
|
0,28
|
8
7
7
0,30
|
8
11,4
1
|
|
BOF2
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
3
2
8
|
4,5
|
5
10
0,12
|
6
5
10
0,20
|
7
7
10
0,24
|
0,25
|
0,26
|
0,3
|
8
9
8
1,6
|
|
BOF3
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
4
9
|
|
3,5
0,04
|
6
3,6
10
0,04
|
8
4
7
0,18
|
0,2
|
9
6
7,5
0,2
|
0,24
|
9
10
0,4
|
Tableau 6 (c) : Processus d'apparition et
propagation des fissures des poutres en BHP.
|
Spécimens
|
Caractéristique
de la fissuration
|
Effort appliqué (KN)
|
|
19
|
20
|
24
|
28
|
32
|
34
|
36
|
38
|
40
|
|
BHP1
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
3
1
9
|
0,02
|
5
9
0,04
|
4
0,08
|
6
6
10
0,2
|
8
0,22
|
7
9
10
0 ,24
|
0,3
|
7
10
0,5
|
|
BHP2
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
3
4
|
4
5
7
|
5
5
7
0,02
|
0,02
|
0,1
|
6
5
6
0,12
|
6
0,2
|
0,2
|
7
10
5
0,4
|
|
BHP3
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
3
2
10
0,02
|
4
3
10
0,04
|
5
3
11
0,15
|
7
5
11
0,3
|
0,4
|
|
|
|
8
10
9
0,4
|
Tableau 6 (d) : Processus d'apparition et
propagation des fissures des poutres en BHPF.
|
Spécimens
|
Caractéristique
de la fissuration
|
Effort appliqué (KN)
|
|
19
|
20
|
24
|
28
|
32
|
34
|
36
|
38
|
40
|
|
BHPF1
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
1
1
|
0,02
|
2
3
10
0,06
|
4
5
8
0,14
|
6
5
6
0,2
|
0,22
|
|
|
6
5
0,22
|
|
BHPF2
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
2
2
8
0,04
|
0,04
|
3
4
9
0,1
|
4
5
10
0,14
|
0,2
|
|
0,22
|
5
7
8
|
7
7
8
0,22
|
|
BHPF3
|
Nombre de fissure
Longueur moyenne (cm)
Espacement moyen (cm)
Largeur maximale (mm)
|
3
4
8
0,04
|
4
4
9
0,04
|
0,07
|
5
5
8
0,1
|
6
5
6
0,12
|
|
0,18
|
8
5
5
0,2
|
8
5
0,2
|
Les charges de fissuration (Pf) et de rupture
(Pu) des poutres sont regroupées dans le tableau (7). Il est
à noter que la charge de fissuration est déterminée comme
étant la charge causant la première fissure.
Tableau 7 : Charge de fissuration et de rupture des
poutres.
|
Nature de la Poutre
|
Pf (KN)
|
Pf moy (KN)
|
Pu (KN)
|
|
BO -1-
|
15
|
15
|
42,6
|
|
BO -2-
|
16
|
38
|
|
BO -3-
|
14
|
41,8
|
|
BOF -1-
|
16
|
16
|
40
|
|
BOF -2-
|
16
|
40,4
|
|
BOF -3-
|
16
|
42,4
|
|
BHP -1-
|
17
|
17
|
44
|
|
BHP -2-
|
17
|
45,4
|
|
BHP -3-
|
17
|
43,2
|
|
BHPF -1-
|
19
|
18
|
48
|
|
BHPF -2-
|
18
|
46,4
|
|
BHPF -3-
|
16
|
46,6
|
Figure 2 (a) : poutres en Béton Ordinaire
(BO).
Figure 2 (b) : poutres en Béton Ordinaire
Fibré (BOF).
Figure 2 (c) : poutres en Béton à
Haute Performance (BHP).
Figure 2 (d) : poutres en Béton à
Haute Performance Fibré (BHPF).
Dans tous les spécimens testés, la rupture a eu
lieu par traction, commençant par des grandes ouvertures des fissures
verticales, dans la zone tendue, et suivie d'un écrasement de la partie
comprimée du béton, qui avait été réduite
par la progression des fissures.
C'est un comportement typique d'une section
sous-armée.
Figure 3 : Courbe Effort - Ouverture des fissures
des poutres en BO et BOF.
Figure 4 : Courbe Effort -Ouverture des fissures
des poutres en BO et BHP.
Figure 5 : Courbe Effort -Ouverture des fissures
des poutres en BHP et BHPF.
Figure 6 : Courbe Effort -Ouverture des fissures
des poutres en BOF et BHPF.
Les courbes Effort - Ouverture des fissures présentent
deux phases principales :
a)- Une phase linéaire où les
ouvertures de fissure sont proportionnelles aux efforts.
Dans chaque courbe, l'apparition de la première
fissure, présente un palier relativement horizontal, ce qui traduit une
diminution de la rigidité de la poutre.
b)- Une phase non linéaire où
les ouvertures de fissure deviennent plus importantes par comparaison aux
efforts. Ceci traduit une phase d'endommagement du béton avant rupture,
c'est la phase plastique.
Il faut noter que les poutres confinées (BOF,
BHPF) présentent des avantages tels que :
- Un gain de résistance (endommagement
ductile) observé au niveau de la phase avant rupture (partie ascendante
de la courbe).
- Retardement de l'apparition de la
première fissure et empêchement de la formation et de
développement d'une seule fissure très ouvertes. En effet les
fissures permettent de la formation d'une série de fissures fines non
nuisibles à la poutre.
D'après les résultas, on peut dire que dans tous
les cas, la rupture a eu lieu par traction dans la zone à fort moment de
flexion, commençant par de grandes ouvertures des fissures verticales,
dans la zone tendue, et suivie d'un écrasement de la partie
comprimée du béton, qui avait été réduite
par la progression des fissures.
|
|
