Résumé:
Cette thèse porte sur l'étude numérique du comportement des poutres en béton
armé renforcées par des matériaux composites en polymère renforcé de fibres de
carbone (CFRP) et soumises à un essai de flexion en quatre points jusqu'à la rupture.
L’objectif principal est de développer un modèle basé sur l'approche de l'analyse non
linéaire par la méthode des éléments finis, afin de mieux comprendre les mécanismes
d’adhérence et de décollement { l’interface béton-CFRP. L'étude compare deux
stratégies de modélisation de l'interface : une hypothèse de liaison parfaite et
l’utilisation de modèles de zone cohésive avec différentes lois de comportement
interfacial. Les résultats obtenus ont été confrontés aux données expérimentales
d'Esfahani et al. [1] ainsi qu’{ la prédiction de l’ACI 440.2R-08, afin d’évaluer la précision
des différentes approches de modélisation. En plus de la modélisation de l’interface,
plusieurs paramètres influençant la réponse en flexion des poutres renforcées ont été
étudiés : la résistance à la compression du béton, le diamètre des armatures, la longueur,
la largeur et l’épaisseur du CFRP, le type de FRP, et le module d’élasticité de la résine
époxy.
Les résultats obtenus montrent que la prise en compte du comportement interfacial
par le modèle de zone cohésive (CZM) améliore la précision de la simulation, notamment
dans la prédiction du décollement des matériaux composites (FRP). La comparaison
avec l’ACI 440.2R-08 a révélé une surestimation de la charge ultime de 11.5 % par
rapport aux résultats expérimentaux et de 11 % par rapport au modèle CZM, tandis que
l’écart entre les résultats numériques et expérimentaux n’est que de 0.5 %, confirmant la
fiabilité du modèle CZM validé. Aussi, le modèle de zone cohésive (CZM), une fois validé,
a été modifié et amélioré en intégrant l’effet du diamètre des armatures (paramètre le
plus influant), basé sur les résultats de l’étude paramétrique. Cette optimisation a
permis d’affiner la représentation des phénomènes interfaciaux et d’améliorer la
précision des simulations.
