Mesures des propriétés mécaniques

Les éprouvettes ont été soumises aux cycles de chauffage-refroidissement et les propriétés mécaniques ont été déterminées. Chaque valeur de la résistance résiduelle est la moyenne obtenue sur trois éprouvettes.

III.2.1.1 Résistance en compression

Les résultats de cette campagne d’essais sont montrés sur la figure III.1 et la figure III.2. Ces figures présentent respectivement les valeurs d’évolution de la résistance résiduelle et relative (en pourcentage de la résistance initiale à 20°C) en compression des bétons en fonction de la température du cycle de chauffage-refroidissement.

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Figure III.1 Evolution de la résistance résiduelle en compression des bétons sans fibres et des bétons avec les fibres métalliques en fonction de la température du cycle de chauffage-refroidissement.

Figure III.2 Evolution de la résistance relative en compression des bétons sans fibres et des bétons avec les fibres métalliques en fonction de la température du cycle de chauffage-refroidissement.

D’après la figure III.1, on remarque que la résistance en compression décroit avec l'augmentation de la température. Ce fait a déjà été observé et discuté à plusieurs reprises dans la littérature [Yermak, 2015], [Pilya, 2010], [Kanéma, 2007], [Phan, 2001], [Qian, 2000] qui ont conclu que ce décroissement peut être lié à la dégradation de la microstructure de la pâte de ciment et granulats ainsi qu'au départ d’eau.

On constate que la résistance en compression des bétons de fibres métalliques baisse avec l’augmentation de la température de la même manière que pour les bétons sans fibres, toutefois il faut noter que les bétons de fibres métalliques présentent de meilleures résistances résiduelles en compression que le béton sans fibres pour les deux séries de formulation.

Globalement, la diminution de la résistance résiduelle à la compression des bétons testés s’effectue suivant deux domaines. Le premier, allant de la température ambiante à la température 300°C, est caractérisé par une faible baisse et/ou amélioration de résistance et le second domaine, au-delà de 300°C, présente une importante diminution de résistance.

Entre 20°C jusqu’à 300°C, une faible baisse la perte de résistance relative des bétons de l’ordre de 17% pour le béton sans fibres B (E/C=0,35) et B2 (E/C=0,65) tandis que B1 (E/C=0,45) est

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de l’ordre de 23%. Pour le béton avec les fibres métallique on remarque une perte variant entre 7% et 17%. La faible baisse est due à la délation de l’eau sous l’effet de la température ce qui provoque un écartement des feuillets du gel C-S-H, ce qui entraine une diminution des forces d’attraction entre les feuillets et engendre la naissance de microfissures [Khoury, 1992], [Hager, 2004], [Mindeguia, 2009], et [Pilya, 2010].

Une ré-augmentation à 300°C pour les plupart des bétons, elle est due au départ de l’eau et une forte cohésion des feuillets de C-S-H [Dias, 1990], [Pilya, 2010] et [Laneyrie, 2014].

Au-delà de 400°C, tous les bétons sans fibres perdent plus de 40% de leur résistance initiale. La baisse de la résistance en compression relative des bétons avec des fibres métalliques BM15, BM19.5 et BM39 est respectivement de 27%,26% et 25% tandis que pour B1M15, B1M19.5 et B1M39 est respectivement de 30%,21% et 18%. D’après des chercheures cette perte de résistance est due à l’apparition de fissures [Laneyrie ,2014] et [Hachemi ,2015].

A la température 600°C, la perte de résistance résiduelle est similaire pour tous les bétons. Cette forte perte suppose l’endommagement du matériau provoqué par la dégradation de la matrice cimentaire et aussi à la désagrégation des granulats [Pilya, 2010]. Cette remarque a également été faite par [Kanema, 2007] et [Pimi, 2000]. Mais toutefois de meilleures performances résiduelles sont observées pour les bétons avec les fibres métalliques

On peut conclure, également qu’après une sollicitation identique que les bétons avec E/C=0.45 présentent une diminution de résistance beaucoup plus marquée que les bétons avec un rapport E/C=0.35, ceci est sans doute lié à la différence de microstructure entre ces deux bétons.

III.2.1.2 Résistance en flexion

Des essais de flexion 3 points ont été réalisés sur trois éprouvettes pour chaque formulation avant et après chauffage à différentes températures. Les résultats sont présentés sur la figure III.3 qui représente respectivement les valeurs d’évolution de la résistance résiduelle et relative (en pourcentage de la résistance initiale à 20°C) en flexion des bétons en fonction de la température du cycle de chauffage-refroidissement.

Figure III.3 Evolution de la résistance résiduelle et relative en flexion des bétons sans fibres B, B1 et B2 et le béton avec les fibres métalliques BM15 en fonction de la température du cycle de chauffage-refroidissement.

67 D’après la figure ci-dessous on peut constater:

Les valeurs de la résistance en flexion des bétons testés diminuent de manière continue avec l'élévation de la température. L’allure générale de la courbe n’est pas modifiée par l’ajout de fibres métalliques et elle est similaire aux bétons sans fibres.

A la température ambiante, le béton BM15 présente une meilleure résistance en traction que les bétons sans fibres puisque les fibres métalliques sont utilisées dans le béton pour limiter le développement de la fissuration et empêcher l’apparition des macrofissures.

A 200°C, on observe une baisse de la résistance à la flexion de béton B(E/C=0,35) et B2 (E/C=0,65) qui perd environ plus de 24% et 21% de sa résistance initiale alors que B1 (E/C=0,45) perd environ 26 % alors que BM15 perd environ 15 %.

A 300°C On remarque que les bétons sans fibres BHP (nommé B) (41%) perdent beaucoup plus de leur résistance à la flexion que les deux autres formulations qui perdent en moyenne environ (25%). Cette perte de résistance plus rapide pour le BHP est aussi relevée par d’autres auteurs comme [Pilya, 2010], [Kanéma, 2007], [Noumowé, 1995].

Au-delà de la température 300°C, tous les bétons perdent plus de 60% de leur résistance initiale sauf BM15 qui ne perd que 48%.

Figure III.4 L'état des éprouvettes après essai de flexion.

III.2.2 Mesure des propriétés physiques