4. Comparaison avec un modèle tôle nue pour quantifier l’apport du
4.2. Comparaison entre modèle tôle 10mm nue et résultats expérimentaux sur corps
4.2.1. Comparaison des flèches
La Figure 93 montre les flèches obtenues le long de l’axe transversal AA’ sur le modèle numérique :
82
flèche modèle tôle nue 10 mm
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5
abscisse sur axe AA' (m)
fl è c h e ( m m ) flèche modèle
Figure 93 – Modèle tôle nue - flèche le long de l’axe AA’
La valeur de flèche maximale est de 2,12 mm contre 1,138 mm mesurée sur le corps d’épreuve (voir Tableau 11 page 78), soit une diminution de 45%, sans tenir compte de la sous-estimation de cette valeur par le modèle (de l’ordre de 5%).
4.2.2. Comparaison des valeurs de déformation extrapolées en sous-face du platelage La Figure 94 ci-dessous montre les déformations transversales obtenues dans le modèle plaque avec tôle seule de 10 mm le long de l’axe AA’ entre les augets 2 et 3.
déformation transversale sous-face platelage
-600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400
abscisse sur axe AA' (mm)
d é fo rm a ti o n t ra n s v e rs a le (µµµµ m /m ) déformation extrapol
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Figure 94 – Modèle tôle nue 10 mm – déformation transversale le long de l’axe AA’ entre augets
La valeur extrapolée obtenue grâce au modèle est de -465 µm/m au lieu de -210µm/m, valeur expérimentale. Sans tenir compte de la sous-estimation de cette valeur par le modèle, la couche de BFUP permet de réduire cette déformation d’environ 55% (voir Tableau 6 page 66).
4.2.3. Comparaison des valeurs de déformation extrapolées sur l’auget
La Figure 95 ci-dessous montre les déformations transversales sur la face externe de l’auget en prenant l’origine des abscisses à l’intersection auget-tôle de platelage. En supposant l’épaisseur du cordon de soudure égale à 10 mm, nous extrapolons les valeurs à 19 et 38 mm pour obtenir la valeur de déformation au pied du cordon de soudure, c'est-à-dire à 10 mm de l’origine des abscisses.
déformation transversale face externe auget
-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 distance au platelage (mm) d é fo rm a ti o n t ra n s v e rs a le (µµµµ m /m )
Figure 95 – Modèle tôle nue 10 mm – déformation transversale en face externe de l’auget
La valeur extrapolée obtenue est de 301 µm/m au lieu de 214 µm/m (voir page 66).
Sans prendre en compte la correction sur la valeur donnée par le modèle, le BFUP permet de diminuer la déformation sur l’auget d’environ 30%. En prenant en compte la correction sur la valeur du modèle, la réduction est de l’ordre de 50%.
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5.
Autopsie des corps d’épreuve
En janvier 2010, les trois corps d’épreuve Orthoplus ont été découpés à la scie pour vérifier la qualité des soudures, observer une coupe du revêtement (béton bitumineux ou BFUP) et pouvoir visualiser la sous-face du revêtement BFUP.
La figure ci-dessous donne le plan de coupe ainsi que des points où ont été mesurées les épaisseurs du revêtement.
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Point Epaisseur 1 36 mm 2 36 mm 3 35,5 mm 4 37 mm 5 35 mm 6 35 mm 7 35,5 mm 8 36,5 mm 9 35 mm
Tableau 12 – Relevé d’épaisseur de la couche BFUP
L’épaisseur est de l’ordre de 35 à 37 mm, soit quelque peu inférieure à l’épaisseur du BFUP sur le corps d’épreuve tôle 12 + BFUP (réf : 5).
Les dimensions des coupes étant choisies pour ne pas intercepter de soudures du treillis sur la tôle de platelage, on ne relève pas de résistance importante pour désolidariser la couche de BFUP de la tôle métallique, confirmant ainsi l’hypothèse d’un glissement à l’interface (voir Figure 97 ci-dessous).
Figure 97 – Aperçu d’un morceau de tôle métallique avec la couche de BFUP posée sur la tranche
L’examen attentif de la sous-face des dalles de BFUP extraites révèle un phénomène de fissuration type faïençage (voir Figure 98 à Figure 102 ci-dessous).
Sur les figures ci-dessous, on distingue nettement la trace des armatures longitudinales du treillis soudé. Entre ces armatures longitudinales, on peut voir apparaître de très légères fissures type faïençage, visibles après humidification de la surface puis séchage partiel.
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Figure 98 – Aperçu des sous-faces des éléments de BFUP avec un phénomène de fissuration en faïençage
Figure 99 – Aperçu des sous-faces des éléments de BFUP (extraits 3 et 4) avec un phénomène de fissuration en faïençage
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Figure 100 – Aperçu des sous-faces des éléments de BFUP (extraits 3 et 4) avec un phénomène de fissuration en faïençage - zoom
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Figure 101 – Aperçu des sous-faces des éléments de BFUP (extraits 5 et 6) avec un phénomène de fissuration en faïençage
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Figure 102 – Aperçu des sous-faces des éléments de BFUP (extraits 5 et 6) avec un phénomène de fissuration en faïençage - zoom
La qualité de la soudure semble quant à elle tout à fait satisfaisante comme illustré sur la Figure 103 ci-dessous.
90
6.
Essais de caractérisation du BFUP
Lors du coulage du BSI-Ceracem® sur le corps d’épreuve, plusieurs éléments destinés à la caractérisation ont été coulés en même temps que le corps d’épreuve. On compte ainsi :
• 6 éprouvettes cylindriques 11 x 22 cm • 20 cylindres 7 x 14 cm
• 12 cubes 10 cm
• 5 dalles minces de dimensions 58 x 20 cm avec goujons • 7 dalles minces de dimensions 58 x 20 cm avec treillis ST 40C • 1 dalle mince de dimensions sans connexion
• 4 plaques minces de dimension 74 x 74 cm (deux avec treillis soudé ST40C posé en fond de moule, deux sans treillis) pour obtenir 2 x 6 plaques minces de largeur 20 cm. Les 6 premiers types d’éléments ont été testés à l’ENTPE à Lyon. Les résultats obtenus sont détaillés dans le rapport de février 2010 (réf : 8).
On retiendra un module d’Young complexe de 61 à 61,5 GPa, un angle de phase de 0,25 à 0,7° obtenu dans des essais de traction-compression sur cylindre et un module d’Young complexe de 57 Gpa obtenu lors d’essais de compression sur cylindre. Des enseignements sont également tirés en ce qui concerne la résistance en fatigue en traction (rupture si contrainte de traction dépasse 3 MPa).
Le 7ème type d’éléments a été testé au LCPC –IFSTTAR. Les résultats ont été consignés dans un rapport (réf 9). Parmi les principales caractéristiques déterminées on retiendra :
• Module d’Young : 56,6 GPa (valeur moyenne)
• Limite de linéarité (ftj) : 9,6 Mpa (valeur moyenne) 8,7 MPa (valeur caractéristique) • Contrainte ultime à ε=10.10-3
(ftu) : 8,3 MPa en prenant les courbes moyennes
La contrainte ultime est obtenue en utilisant la méthode de caractérisation des plaques minces explicitées dans les recommandations Sétra-AFGC sur les BFUP (réf 10).
Les valeurs de contrainte limite en compression ont été déterminées sur éprouvettes cubiques de 10 cm de côté. Le résultat est une contrainte limite de 190 MPa à 90 jours.
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