INVESTIGATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DU BETON SOUS L’EFFET D’UN INCENDIE

Abstract

L'utilisation des bétons innovants dans les éléments structuraux s'est considérablement répandue dans divers domaines de la construction, en raison des avantages techniques spécifiques à chaque type et de sa capacité à améliorer la qualité des ouvrages selon les besoins. Cependant, ces structures restent exposées à l'un des risques les plus redoutés en ingénierie civile : l'incendie. Pour garantir une performance adéquate de ces types de béton en termes de résistance au feu, il est crucial de définir précisément les exigences relatives à la géométrie des éléments, aux conditions de charge et aux conditions aux limites. L'étude bibliographique a révélé de grandes lacunes dans les recherches concernant les éléments structurels en béton autoplaçant (BAP) lorsqu'ils sont exposés au feu. Ce travail de recherche présente une étude numérique approfondie de la performance en résistance au feu des poutres en BAP, complétée par une étude paramétrique. Cette dernière permet d’examiner l'effet des fibres hybrides et de l'isolation coupe-feu sur l'amélioration du comportement en conditions d'incendie, ainsi que l'influence de différents paramètres tels que l'enrobage, la section transversale, la longueur et le ratio de charge. L'étude s'appuie sur le développement d'un modèle éléments finis (EF) tridimensionnel (3D) à l'aide du logiciel ANSYS pour l’évaluation de la résistance au feu et l'impact de l'ajout de fibres hybrides et de l'isolation thermique sur la performance des poutres en BAP en conditions d'incendie. Les températures sont appliquées selon la norme ISO 834 et les non-linéarités géométriques et matérielles sont prises en compte dans l’analyse. Le modèle EF développé et calibré a fait l'objet d'une validation rigoureuse en comparant les résultats obtenus avec ceux des essais expérimentaux documentés dans la littérature. Les résultats montrent que l'incorporation de fibres hybrides dans les poutres en BAP a un effet significatif sur leur performance et présente une amélioration notable en matière de résistance au feu. De plus, l’utilisation combinée des fibres hybrides avec l'isolation coupe-feu contribue à prolonger la durée de résistance au feu. L’étude paramétrique a montré que l'enrobage et la section transversale des poutres jouent un rôle crucial dans leur résistance au feu, par contre cette dernière n’est pas affectée par leur longueur puisqu’il n’y a pas de modification dans la distribution thermique au sein de la section transversale. Enfin, une diminution du ratio de charge a pour effet de prolonger la résistance au feu des poutres en BAP.