Cas en surface

Les capteurs étudiés sont fixés au béton en deux points d’ancrage (cf. 2.2.4.1). Ces capteurs devant rendre compte du comportement en volume du béton, les ancrages possèdent une certaine profondeur de scellement. Des tests sont réalisés afin de déterminer une méthode de fixation des ancrages des CFO n°3 à l’éprouvette en béton. Il ne s’agit pas à travers ces tests d’étudier diverses techniques de fixation mais de faire en sorte que la liaison ancrages /

béton soit la plus parfaitement adhérente possible.

La plaque en acier est instrumentée par deux capteurs à fibre optique, nommés respecti-

vement CFO n°3a et CFO n°3b, ainsi que par quatre jauges de déformation (une sur chaque

gaine mécanique du capteur et une sur la plaque entre chaque paire d’ancrages) et deux CIV

(un positionné sur les têtes de chaque paire d’ancrages) (cf. Figure 4.12).

Dans un premier temps les deux capteurs à fibre optique sont fixés à la plaque à l’aide des ancrages par simple boulonnage. Les boulons servent de scellement aux ancrages. Les tiges filetées des boulons utilisés ont un diamètre (6mm) inférieur au diamètre des trous de l’embase des ancrages (8mm) et inférieur au diamètre des trous dans la plaque acier (7mm) afin que le transfert des efforts se fasse directement de la plaque aux ancrages sans matériau intermédiaire. Il y a quatre boulons pour chaque ancrage, les ancrages en vis-à-vis des deux capteurs à fibre optique ont donc les quatre mêmes boulons de fixation (cf. Figure A.4 : Presse n°4). La plaque ainsi instrumentée est testée en traction à l’aide de la presse n°4. La figure suivante (cf. Figure 4.23) présente les résultats de cet essai (ancrages boulonnés), pour les trois cycles de montés et descente en charge, pour seulement un côté instrumenté de la plaque, afin d’avoir une meilleure lisibilité, pour la jauge de déformation de la plaque ainsi que pour le CIV,afin de regarder uniquement le transfert des efforts de la plaque aux ancra- ges.

Alors que les résultats de mesure de la jauge présentent une bonne répétabilité, les résultats des CIV font apparaître dès le premier cycle qu’il y a glissement des ancrages sur la plaque. La fixation par simple boulonnage peut engendrer d’importantes irréversibilités même si les trous de la plaque sont usinés aux mêmes dimensions que ceux des ancrages et en choisissant des boulons de même diamètre. Il y aura toujours du jeu entre les différents éléments dû aux pas de vis ou à des imperfections de fabrication. De plus, les efforts ne sont transmis qu’en des points particuliers et non pas à l’ensemble de l’embase des ancrages, ce qui pose le pro- blème de la base de mesure au niveau du capteur.

C’est pourquoi dans un deuxième temps, les ancrages sont fixés à la plaque par boulon- nage et collage. La colle utilisée est un adhésif époxyde bicomposant à durcissement rapide de type araldite. Des boulons avec des tiges filetées de diamètre égal à celui des trous dans les cavaliers (8 mm) sont utilisés et les trous dans la plaque sont d’un diamètre plus grand (8 mm). La plaque ainsi instrumentée est à nouveau testée en traction. Elle subit tout d’abord deux cycles rapides avant trois cycles de mesure (cf. Figure 4.23) (ancrages boulonnés et collés). La liaison ancrages / plaque est meilleure. La répétabilité des mesures par le CIV n’est cepen- dant pas parfaite, s’améliorant néanmoins avec les cycles : écart maximum entre les différen- tes déformations mesurées de 16 µm.m–1 _{entre le premier et le second cycle de mesure, et de}

13µm.m–1 _{entre le second et le troisième cycle de mesure. En effet, pour des raisons liées à}

des contraintes expérimentales (délais), la colle n’a été appliquée que 6 heures avant l’essai, alors que la durée de prise à 20 °C préconisée par le fabricant est de 24 heures.

La courbe ne devient linéaire qu’à partir d’un d’effort de l’ordre de 45kN. Un certain niveau de traction est nécessaire pour reprendre tous les efforts initiaux dans la plaque et les capteurs

à fibre optique, provenant essentiellement de la fixation par boulonnage de la gaine mécani- que des capteurs dans les ancrages, ainsi que de la fixation de la plaque instrumentée dans les mors de la presse.

Figure 4.23 Essais sur la plaque en acier pour tester la fixation des ancrages

Cette méthode de fixation est retenue pour l’éprouvette en béton. Les ancrages sont fixés au béton à l’aide de boulons (8 mm de diamètre), de chevilles (la profondeur des scelle- ments est de 22mm) et de colle. Cette dernière est un adhésif bicomposant rapide à froid per- mettant d’avoir une durée de prise réduite.

Il a été constaté lors des opérations de fixation combien il était difficile de réaliser quatre trous parfaitement centrés et perpendiculaires au parement sur l’éprouvette en béton, malgré un mannequin de perçage et des conditions de travail en laboratoire favorables.

L’éprouvette en béton est instrumentée par deux capteurs à fibre optique nommés respective- ment CFO n°3a et CFO n°3b, ainsi que par la même instrumentation classique que celle de la plaque en acier (cf. Figure 4.12). Elle est testée en compression à l’aide de la presse n°4. Après deux cycles rapides, trois cycles de mesure sont réalisés et sont présentés ci-après (cf.

Figure 4.24) avec seulement les mesures des jauges de déformation du béton et des CIV des

deux côtés instrumentés de l’éprouvette.

Les résultats de mesurage présentent une très bonne répétabilité, l’écart maximum entre les

différentes déformations mesurées pour les cycles de mesure étant au plus de 5µm.m–1_{. La}

liaison ancrages / éprouvette est donc considérée satisfaisante. Les allures des courbes (cf. Figure 4.24) sont dues à des problèmes de géométrie de l’éprouvette (cf. 4.2.1.2) ainsi qu’à l’implantation des capteurs à fibre optique à sa surface. L’analyse de ces résultats est présen- tée dans la suite du présent chapitre (cf. 4.2.3.2).

-400 -200 0 200 400 600 800 0 25 50 75 100 125 150 Consigne presse (kN) εεεεzz (µm.m -1 )

Jauge de déformation plaque (ancrages boulonnés) CIV ancrages (ancrages boulonnés)

Jauge de déformation plaque (ancrages boulonnés et collés) CIV ancrages (ancrages boulonnés et collés)

Figure 4.24 Essais sur l’éprouvette en béton pour tester la fixation des ancrages