Résistance au feu

Page : 49 La répétition de cycles thermiques et des contraintes qui en résultent peuvent endommager les matériaux de PRF par fissuration de la matrice et la rupture des fibres, ce qui peut aggraver les problèmes dus à l'absorption d'humidité et/ou à l'attaque chimique.

II.6.5. Résistance au feu

La résistance au feu est une problématique importante car les éléments à renforcer ; qu’ils se trouvent à l’intérieur de parkings, d’habitations ou qu’ils soient des éléments de tunnels ou de ponts ; doivent garantir un maintien structurel pendant une certaine durée en cas d’incendie. D’autre part, les matériaux de construction doivent limiter au maximum la propagation des flammes et leur combustion ne doit pas générer ni de fumées toxiques ni d’émanations dangereuses. Ces points sont critiques pour des matériaux chimiques tels que les polymères renforcés de fibres.

Les FRP sont très sensibles à l’élévation de température : dès que la température approche celle de transition

vitreuse des fibres, de la matrice ou encore de l’adhésif (Tg, généralement entre 65 et 100°C pour les matériaux ici traités), le composite se détériore : la rupture des liaisons chimiques rend le renforcement totalement inutile.

En l’absence de données, les PRF sont déclarés inefficaces vis-à-vis de la résistance au feu. Des produits spécifiques d’isolation des PRF on été développés par des industriels pour leur conférer une tenue au feu. Ils ont été testés lors de simulation d’un incendie sur différentes colonnes en isolation d’une ou deux couches de renforts CFRP ou GFRP (respectivement numérotée 1, 2, 3 et 5 sur la figure suivante) et comparée à une colonne renforcée non isolée (colonne 4) [48]. L’isolant est un mortier contenant des fillers et des hydrofuges spécifiques.

Chapitre II : Renforcement et réhabilitation des structures en béton  

Page : 50 Les résultats présentés sur la figure précédente démontrent que sans isolant la résistance au feu d’une colonne renforcée est pratiquement nulle alors qu’avec un isolant la tenue au feu de la colonne renforcée permet d’atteindre les niveaux règlementaires d’endurance. Il faut donc adapter le type de fibres, de polymère et d’adhésif en fonction de l’environnement extérieur auquel sera exposé le renforcement et des contraintes mécaniques subies par l’élément en béton. L’inspection et la maintenance sont des aspects clef pour assurer la pérennité des structures renforcées afin de prévenir tout désordre. Une inspection uniquement visuelle n’est pas envisageable car les renforcements masquent les signes de dommages (fissuration, délamination, …) qui surviennent le plus souvent dans le béton ou à l’interface entre le béton et le renfort. Un suivi par thermographie ou radar est conseillé [50].

Chapitre II : Renforcement et réhabilitation des structures en béton  

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Conclusion

L’étude bibliographique concernant les techniques de renforcement et réhabilitation des structures en béton nous permet de formuler les conclusions suivantes :

- Il existe plusieurs facteurs peuvent jouer un rôle important dans les différents processus de dégradation du béton. Dans de nombreux cas, les dégâts résultent de la combinaison de divers mécanismes (chimiques, physiques et mécaniques). Donc la nécessité d’un renfort est un moyen indisponible.

- Avec l’essor que connaissent les matériaux composites, suite à leurs performances mécaniques, de plus en plus des techniques de renforcement et de réparation de structures de génie civil sont développées et proposées. Le renforcement de béton par matériaux composites, permet d’éviter tous les inconvénients mentionnés au cours de renforcement par les autres méthodes.

- Une grande difficulté dans l’application de PRF consiste à l’adhérence entre les bandes de PRF et la structure en acier ou en béton. Les comportements mécaniques, en particulier le comportement en flexion de la structure renforcée, dépendent fortement du collage, qui, avec les fissures du béton, entraîne rapidement à l’endommagement des PRF. Cela demande d’une matrice à base de résine époxy qui devient aujourd’hui indispensable dans l’utilisation de PRF.

Les PRF offrent des avantages de durabilité significatifs par rapport aux matériaux conventionnels tels que l'acier dans plusieurs domaines, La durabilité des PRF dépend principalement à l’effet des facteurs tels que la température, l'humidité, les rayons ultraviolet, les différents produits chimiques et l’incendie peut mener à des performances insatisfaisantes.

Chapitre III : Matériaux composites  

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Chapitre III : Matériaux composites

Introduction

Un matériau composite est constitué de deux matériaux différents et complémentaires permettant d'obtenir un matériau dont la performance dépasse celle des composants pris individuellement. Le matériau composite étudié est donc constitué de fibres qui représentent le renfort et de résine qui représente la matrice. Les comportements mécaniques et physiques peuvent être modulés en modifiables les éléments suivants :

- la nature des constituants, - la proportion des constituants, - l'orientation des fibres.

Les fibres procurent les principales propriétés mécaniques du matériau composite, comme la rigidité, la résistance et la dureté. Les fibres de verre, de carbone et d'aramide sont les principaux matériaux de renfort utilisés dans le domaine de la réhabilitation et du renforcement des structures de ponts ou de bâtiments.

La matrice constitue le matériau de liaison assurant la cohésion et le transfert des contraintes à l'ensemble du matériau composite, elle procure aussi une protection contre les agressions du milieu. La matrice d'époxy occupe la plus grande part du marché pour ce qui est de l'application de renforts structuraux externes. D'autres types de résines, tels que les résines à base de polyester, sont également utilisés. [51]

Les matériaux composites présentent plusieurs avantages :

¾ Grande résistance à la fatigue

¾ Faible vieillissement sous l’action de l’humidité, de la chaleur et de la corrosion ¾ Insensibilité aux produits chimiques comme les graisses, les huiles, liquides