Contribution à l’étude du comportement des poutres-ponts renforcées par des matériaux composites : approche analytique et simulation numérique.

Abstract

Le renforcement des poutres en béton armé par des matériaux composites est devenu une solution efficace pour améliorer leurs performances. Dans une première partie de ce travail, un développement analytique basé sur l'approche de compatibilité de déformation, où les contraintes de cisaillement et normales sont supposées invariantes à travers l'épaisseur de la couche adhésive, a été présenté pour calculer les contraintes à l'interface composite (FGM poreux) – béton sous différents types de chargements mécaniques. Les résultats obtenus ont été comparés aux contraintes d'interface rapportées dans la littérature, et une étude paramétrique a été réalisée afin de mettre en évidence l'impact de différents paramètres sur la distribution des contraintes d'interface. Dans la deuxième partie, un modèle d’éléments finis utilisant le logiciel d'éléments finis « ANSYS » a été présenté pour simuler le comportement en effort tranchant des poutres en béton armé renforcée avec du polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP), ou sans renforcement externe. En se basant sur des données expérimentales existantes dans la littérature. Le modèle d'éléments finis a été validé et utilisé pour étudier l’impact des différents paramètres tels que l’orientation des fibres de carbone, de l’inclination du CFRP et du nombre de plis sur la réponse au cisaillement des poutres en béton armé renforcées extérieurement avec CFRP à enveloppe complète avec l’espacement. Les résultats prédits montrent que la capacité de chargement de toutes les poutres renforcées est supérieure à celle de la poutre témoin.