Résumé

l’objectif du programme IN.Per.MIse porte sur la recherche et le développement de procédés constructifs innovants valorisant l’utilisation de composites carbone-époxy pour assures le renforcement et la mise en conformité d’ouvrages existants en béton armé ou maçonnés sous l’action de sollicitations accidentelles de type sismique modifiées depuis 2011 par la révision de la carte des aléas sismiques au plan national. Il a consisté à développer et à valider des méthodes expérimentales nouvelles adaptées à la caractérisation des mécanismes de transfert de charge entre composite et substrat et à l’analyse du comportement d’éléments de structures de référence (poteaux, voiles, murs maçonnés) sollicités en flexion composée. les gains de performances en terme de résistance, ductilité, énergie de déformation ont pu être étudiés de façon comparative en fonction des différents procédés constructifs par l’identification d’indices performantiels adaptés. l’efficacité de ces technologies de renforcement et de mise en sécurité des ouvrages existants a pu être démontrée. l’expertise des systèmes de réhabilitation les plus performants confirme qu’il est possible, par des évolutions conceptuelles à caractère technologique guidées par la compréhension des modes d’endommagement et de ruine, de faire encore progresser la fiabilité de ces procédés. le transfert de charge entre composite et substrat (béton ou maçonnerie) ainsi que la connexion entre éléments de structure (ex. mur/semelle) ont été améliorés en résistance et en déformation ultime par le développement de procédés constructifs innovants consistant à améliorer l’ancrage des renforts composites collés, par l’ajout de micro-mèches, de mèches d’ancrage grande profondeur (mèche à chas) ou le formage d’ancrages crénelés continus en extrémité de lamelle carbone (renforts pultrudés). l’expérimentation de structures « modèles » (poteaux, voiles, murs maçonnés) non renforcés et renforcés sollicités en flexion composée sous des chargements horizontaux cycliques de niveaux progressifs ont permis de valider l’identification d’indicateurs de performance permettant la comparaison des différents procédés constructifs. l’analyse des mécanismes d’endommagement et de ruine pour chaque type de structure a permis d’établir les limites de validité des méthodes de dimensionnement existantes. les capacités de renforcement par composites des ouvrages existants vis-à-vis de sollicitations accidentelles ou extrêmes (séisme, choc, explosion) ont été confirmées. l’importance des conditions d’exécution et de mise en oeuvre de ces renforts pour atteindre les niveaux de performances souhaités a une nouvelle fois été soulignée. les principaux leviers identifiés permettant d’assurer la tenue sismique des éléments porteurs concernent d’une part l’amélioration significative des conditions d’ancrage et de transfert de charge entre renforts composites et substrats (béton, blocs maçonnés) et d’autre part, l’optimisation des procédures de drapage ou de collage des renforts sur les éléments structuraux en fonction de différents critères considérant les gains de résistance à la traction, au cisaillement mais aussi l’aptitude à la déformation par un contrôle des courbures pilotées par la fissuration ou le contrôle des rotations au niveau des conditions de liaison. la nécessité d’assurer les gains de résistance, de ductilité, de dissipation énergétique en fonction de la température (conditions d’incendie souvent associées aux dégradations sismiques) ont ouvert une nouvelle orientation de recherche visant à substituer aux composites à matrices polymères, des textiles techniques imprégnés par des matrices minérales (Trc). cette orientation est soutenue par deux pôles de compétitivité (Techtera, Plastipolis) et fait l’objet de programme de recherche fUI et d’actions européennes dans le cadre du rIleM.