Étude de l'influence des paramètres structuraux sur les lois de comportement des bétons fibrés pour la conception de structures

Les bétons fibrés permettent d'obtenir des comportements structuraux ductiles en plus de permettre de réduire le nombre d'armatures ou encore de diminuer les dimensions d'une section. Les outils numériques d'aujourd'hui permettent de reproduire le comportement des structures de béton et contribuent à aider les ingénieurs à optimiser leurs designs. Toutefois, afin d'utiliser de tels outils, l'ingénieur doit bien connaître les lois de comportement régissant les matériaux utilisés, en plus de connaître l'effet des conditions statiques sur ces lois. Le premier objectif du présent projet de recherche est de caractériser les lois de comportement en traction de différentes gammes de béton, plus particulièrement le béton haute performance 50 MPa (BHP50), le béton fibré haute performance 50 MPa (BRF50) et le béton fibré à ultra haute performance 120 MPa (BFUP120). Le second objectif est de caractériser l'influence des conditions statiques sur des poutres de flexion. Finalement, le dernier objectif est d'arriver à reproduire le comportement non linéaire des éléments structuraux utilisant les trois types de béton étudiés à l'aide d'un logiciel d'éléments finis. Pour réaliser les objectifs de ce projet, nous avons d'abord mis au point un essai de traction directe permettant de caractériser le comportement en traction des bétons. Nous avons ensuite testé en traction des spécimens de BHP50, BRF50 et BFUP120 avec et sans barres d'armature afin d'obtenir des lois de comportement qui tiennent compte ou non du phénomène de raidissement en traction. Nous avons ensuite élaboré deux montages permettant de réaliser des essais de flexion isostatiques et hyperstatiques. Des poutres de flexion isostatiques et hyperstatiques ayant des pourcentages de renforcement de 0 %, 0,5 % et 1 % ont été fabriquées pour chaque type de béton testé. Ces essais nous ont fourni une base comparative pour les calculs numériques. Nous avons remarqué, suite à ces essais, une fissuration accrue en moment négatif pour les poutres de bétons fibrés (BRF50 et BFUP120), ce qui est venu appuyer l'hypothèse que l'hyperstaticité permet une meilleure performance des bétons de fibres en favorisant la multifissuration.