Modélisation Numérique Du Comportement D'un Prisme En Béton Renforcé Par Des Matériaux Composites

Résumé: Le renforcement des structures en génie civil a pour but de réparer et de mettre en conformité des structures existantes. L’utilisation de plaques en matériaux composites augmente les performances des éléments renforcés. L’étude de la contribution pour l’amélioration des caractéristiques mécaniques avec ce type de renforcement est plus que intéressant. L’objectif principal de ce travail consiste à mettre en évidence, à travers une simulation numérique en utilisant le code de calcul Abaqus, le comportement mécanique des prismes en béton renforcés par des plaques en poudre de Liège, de Plomb et de Fonte. Le contact entre les différentes plaques et le prisme béton est assuré par une résine de nature époxyde. Ces charges sont issues de l’industrie de récupération des déchets. L’étude numérique est réalisée en utilisant le code Abaqus. Elle est basée sur la méthode des éléments finis. Le matériau béton est modélisé suivant un modèle élasto-plastique permettant ainsi de tenir compte de la dissymétrie de son comportement en compression et en traction, et un modèle élastique fragile isotrope pour les matériaux composite. Par la suite tous les résultats obtenus sont représentés sous forme de courbes et d’histogrammes. Les états de contraintes et de déformations sont discutés et présentés sous forme de cartographies d’évolution de contraintes, des déformations en traction pour l’essai de flexion, pour mettre en valeur les performances mécaniques des structures composites proposées. Les résultats obtenus dans ce travail de recherche, en termes de variation de contrainte en fonction de la déformation selon les différentes configurations et la visualisation des cartographies d’évolution des contraintes, des déformations nous ont permis de tirer les conclusions suivantes : Une amélioration en termes de résistances et ductilité est constatée en renforçant le prisme en béton selon le type de renfort. Le renforcement avec une plaque en Fonte permet d’améliorer la résistance du béton renforcé et présente une certaine la ductilité assez satisfaisante. La contribution de la plaque en Fonte sur la rigidité et sur les comportements mécaniques est considérable. L’intégration d’une plaque en poudre de Liège permet le passage d’un comportement (fragile) vers comportement ductile du béton renforcé, avec une contrainte de rupture bien appréciée. Le renforcement à l’aide d’une plaque en poudre de Plomb prédit certes une résistance légèrement plus petite que celle du béton témoin mais avec une ductilité plus prononcée. L’utilisation de ces types de renfort est étroitement lié à la destination des éléments de structures c'est-à-dire le rôle et la fonction attendue par ces derniers La conjugaison des performances mécaniques des plaques composites permet de réduire la propagation des fissures, donc un comportement relativement ductile. Ceci laisse entrevoir tout l’intérêt de l’utilisation des matériaux composites pour améliorer les performances mécaniques, notamment les capacités portantes et les déformabilités sous chargement de flexion. Les résultats de cette simulation numérique sont très encourageants et soulignent l’intérêt de la conception proposée. Dotés de propriétés mécaniques acceptables pour leur utilisation, de coûts de fabrication et de main d’oeuvre peu qualifiée, et surtout d’un impact positif sur l’environnement vu que les déchets en question vont être destinés pour une autre utilisation qui est à long terme.

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