Les composites en polymère renforcé de fibres (PRF) présentent un rapport résistance/poids élevé, une excellente résistance à la corrosion et une mise en œuvre aisée, et sont largement utilisés pour le renforcement et la réhabilitation des structures en béton existantes. Les systèmes PRF permettent de réhabiliter des éléments structurels dégradés afin de restaurer leur capacité portante, de renforcer des éléments sains pour résister à des charges accrues induites par des changements d'usage de la structure, ou de remédier à des erreurs issues de la conception ou de l'exécution d'origine. Avant de choisir un système PRF, les professionnels de la conception habilités doivent vérifier si le renforcement par PRF constitue une solution technique appropriée pour le projet.

1 Scénarios d'application du renforcement par PRF

La technologie de renforcement composite par PRF répond à trois exigences d'ingénierie principales :

• Réhabiliter des composants structurels dégradés et restaurer leur capacité portante d'origine ;

• Renforcer des éléments structurels intacts afin qu'ils résistent aux charges accrues résultant de changements d'occupation et d'usage du bâtiment ;

• Corriger les défauts issus d'écarts de conception ou d'exécution d'origine.

Le renforcement par PRF n'est pas une solution de réhabilitation universelle et ne peut pas être appliqué sans discernement. Les professionnels de la conception doivent d'abord valider l'adéquation des systèmes PRF à la structure visée avant de choisir le type de matériau PRF, le mode de collage et les détails de mise en œuvre.

2 Évaluation de l'état des structures existantes

Pour évaluer l'adéquation du renforcement par PRF à un projet donné, une évaluation complète de l'état de la structure existante est indispensable. L'évaluation vise à quantifier la capacité portante actuelle, à identifier les insuffisances structurelles et leurs causes profondes, et à caractériser l'état du support béton. L'évaluation globale comprend une inspection approfondie sur site, l'examen de la conception d'origine et des documents de récolement, ainsi qu'une analyse structurelle.

1) Examen des documents

Tous les documents de construction disponibles doivent être examinés, y compris les plans de conception, les spécifications du projet, les informations de récolement, les rapports d'essais sur site, les historiques de réparation et les archives de maintenance, afin de comprendre le contexte de construction et l'évolution des désordres structurels.

2) Points d'investigation sur site

L'investigation sur site doit déterminer les informations essentielles suivantes :

(a) Dimensions réelles des éléments structurels

(b) Localisation, taille et causes des fissures et des éclats de béton

(c) Quantité et disposition des armatures existantes

(d) Localisation et étendue de la corrosion des armatures

(e) Présence d'une corrosion active en cours

(f) Résistance en compression du béton en place

(g) Sanité du béton, en particulier de l'enrobage, dans toutes les zones où le PRF sera collé au support

La performance en traction des surfaces béton destinées à la pose du PRF doit être mesurée par des essais d'adhérence par arrachement (pull-off). La résistance en compression du béton in situ peut être obtenue par carottage. La capacité portante de la structure existante doit être déterminée à partir des données de l'investigation sur site, de l'examen des calculs et plans de conception d'origine, ainsi que de la modélisation analytique. Le cas échéant, des essais de chargement ou d'autres méthodes complémentaires peuvent être intégrés à l'évaluation.

3 Principes de conception des éléments renforcés par PRF

Les systèmes composites PRF destinés à améliorer la résistance des éléments existants doivent être conçus en tenant compte de multiples facteurs critiques : limites de charge, chemins de transfert des charges rationnels, effets de la température et de l'environnement sur les performances à long terme du PRF, scénarios de chargement, et impacts de la corrosion des armatures sur l'intégrité du système de renforcement PRF. La conception doit concilier performance mécanique, durabilité des matériaux et risque d'apparition de désordres, afin de garantir la sécurité et la fiabilité à long terme de la structure renforcée.

Conclusion

Le renforcement composite par PRF est une technologie de réhabilitation éprouvée, fondée sur une évaluation complète de l'état structurel. Le processus complet de renforcement commence par la détection des désordres structurels et l'évaluation de la capacité portante, puis se poursuit par le choix du système PRF et une conception spécialisée. Ce n'est qu'en caractérisant pleinement la qualité du support, l'état des armatures ainsi que les conditions de fissuration et de corrosion que l'on peut exploiter tout le potentiel des matériaux PRF et réaliser des travaux de renforcement sûrs et durables.