Rappel des objectifs et de la méthodologie

Le but principal du projet était d’optimiser le dimensionnement de dalles de ponts en utilisant des bétons à hautes et ultra-hautes performances (BFHP et BFUP) afin d’obtenir un comportement mécanique et une durabilité supérieurs à ceux d’une dalle en béton armé non fibré. La combinaison de l'utilisation des BRF et de la préfabrication des dalles permettra un gain de temps très significatif lors de l’installation en chantier tout en assurant un meilleur comportement en service et une plus grande durabilité.

Les objectifs spécifiques au projet étaient de faire la conception de dalles en BRF avec des logiciels d’analyse, produire des spécimens de taille réelle en usine, mesurer en laboratoire la performance des dalles sous chargements statique et cyclique, valider les logiciels utilisés pour la conception et proposer des recommandations pour favoriser l’usage des dalles préfabriquées en béton fibrés. Le programme de recherche se focalisait sur la résistance au moment de flexion transversal de tabliers de pont de type dalle sur poutres.

Pour atteindre ces objectifs, trois concepts différents en bétons renforcés de fibres ont été proposés, soit la dalle en BFHP, la dalle hybride combinant l’usage de BFHP et de BFUP, et la dalle nervurée en BFUP. Une dalle en BHP, dimensionnée selon les exigences du Ministère des Transports, servait de référence. En tout, 13 dalles ont été construites en usine et testées en laboratoire. Trois spécimens identiques étaient nécessaires pour chaque concept afin de tester la dalle en moment positif, négatif et en fatigue. Le chargement cyclique était appliqué à la configuration la moins résistante, soit en moment négatif pour tous les concepts, sauf pour la dalle en BFUP. En effet, la géométrie nervurée de la dalle en BFUP lui fournissait une résistance en moment négatif supérieure à celle observée en moment positif. Un treizième spécimen a donc dû être construit pour tester la dalle en BFUP sous chargement cyclique en moment positif.

6.2 Conclusions

L’analyse des résultats expérimentaux et numériques conduisent aux conclusions suivantes.

 L’utilisation des BRF permet une réduction significative de l’armature sans compromettre la résistance minimale exigée et la ductilité.

 Une dalle de section hybride en BFHP et en BFUP est facilement réalisable avec les équipements et les moyens usuels de fabrication.

 Sous chargement statique monotonique, tous les concepts de dalle possèdent une résistance ultime supérieure à l’exigence de la norme CAN/CSA-S6-06 en moment positif et négatif. De plus, l’ouverture maximale des fissures lorsque les dalles atteignent le moment de conception à l’état limite d’utilisation est toujours inférieure au critère de 0,25 mm, tant en moment positif qu’en moment négatif.

 Le critère d’ouverture maximale des fissures en conditions de service n’est plus respecté par la dalle de référence en moment négatif lorsque celle-ci est soumise à un chargement cyclique simulant le passage répété des camions sur un pont. L’ouverture de fissure atteint alors 0,44 mm en conditions de service, ce qui laisse entrevoir une durabilité insuffisante de cette dalle. Toutefois, la résistance maximale n’est pas affectée par le chargement de fatigue.

 La dalle en BFHP ne respecte plus les critères de résistance et d’ouverture de fissure lorsque soumise au chargement cyclique. Ce résultat n'est pas conforme à ce qui a été mesuré dans d'autres projets de recherche et peut s'expliquer par la mauvaise qualité du béton obtenue à l’étape du gâchage, ce qui a réduit le comportement post-pic en traction du matériau, et un choix discutable du type de fibres pour cette conception.

 En conditions de service et soumises au passage répété des camions, les dalles hybrides et en BFUP testées présentent une ouverture de fissure nulle ou infime (< 0,1 mm). De plus, la résistance ultime de ces dalles est peu ou pas affectée par la fatigue. Le meilleur contrôle de la fissuration par rapport aux dalles actuelles permet de prédire une durabilité accrue des dalles en BRF.

 Le logiciel d’analyse sectionnelle AIS permet une évaluation précise de la résistance ultime en flexion des dalles.

 Le logiciel d’analyse par éléments finis ATENA permet de reproduire adéquatement le comportement complet des dalles testées en laboratoire.

À partir de ces résultats, l’utilisation des BFHP et des BFUP est hautement recommandée pour les projets de réhabilitation de dalles et la construction de nouveaux ouvrages d’art.

De surcroît, la préfabrication permettra à terme de diminuer grandement les coûts de construction et les coûts sociaux rattachés au trafic créé par les zones de travaux en milieu urbain. Étant donné que la mise en œuvre des BFHP et BFUP demande une attention particulière par rapport aux bétons conventionnels, la préfabrication est le procédé idéal pour ce genre de matériaux car elle permet un contrôle supérieur des procédés et une meilleure uniformité de produit fini.

La reproduction du comportement structural des dalles avec ATENA a permis une meilleure compréhension du logiciel et les techniques de modélisation décrites au chapitre 5 faciliteront dorénavant la modélisation de structures similaires et d’autres plus complexes.

Enfin, le modèle de dalle hybride s’impose comme étant le concept le mieux adapté aux besoins de l’industrie des dalles de ponts, et ce, à un prix raisonnable étant donné le faible volume de BFUP impliqué dans ce concept.