Le développement du trafic moderne a imposé des exigences plus strictes en matière de qualité et de durée de vie des ponts. La corrosion de l'acier constitue une menace majeure pour la sécurité et la durabilité des ponts. De nombreuses mesures antirouille ont été explorées, mais leurs résultats ne sont pas satisfaisants.

Les matériaux composites avancés présentent les avantages suivants : résistance à la corrosion, légèreté (1/5 à 1/4 de la masse volumique apparente de l'acier) et résistance élevée (supérieure à celle du fil d'acier haute résistance ou équivalent). Afin de résoudre le problème de la corrosion des ponts, de nouveaux matériaux ont été étudiés depuis plus de 20 ans. La recherche et le développement de technologies de construction en matériaux composites avancés ont fait l'objet d'une attention particulière et ont donné des résultats concrets.

On s'attend à ce qu'au XXIe siècle, grâce aux progrès technologiques, à la production à grande échelle et à la baisse des coûts de l'industrie des matériaux composites avancés, leur application à l'ingénierie des structures de ponts se développe continuellement et que la structure des ponts atteigne un niveau supérieur.

Principaux matériaux composites avancés
Enveloppe en polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC)
Bande en PRFC
Stratifié PRF précontraint

Propriétés fondamentales des matériaux composites avancés

1. Intensité élevée. La résistance à la traction des câbles composites en fibre de verre S, en fibre d'aramide et en fibre de carbone est supérieure à celle des fils d'acier haute résistance. La résistance à la traction des câbles composites en fibre de verre E est proche de celle des fils d'acier haute résistance.

2. Résistance à la corrosion. La durée de vie des tubes composites en fibre de verre est deux fois supérieure à celle des tubes en acier et en béton.

3. La relation de déformation est linéaire jusqu'à la rupture.

4. Module d'élasticité. Le module de traction des composites en fibre de carbone est supérieur à celui de l'acier, tandis que celui des composites en fibre d'aramide et de verre n'est que de la moitié et du quart de celui de l'acier.

5. Caractéristiques de fatigue. La résistance à la fatigue des composites en fibres de carbone et en fibres d'aramide est supérieure à celle des filaments à haute résistance. La résistance à la fatigue des composites en fibres de verre E se situe entre celle d'un fil d'acier ordinaire et celle d'un fil d'acier à haute résistance. Sous l'action de contraintes alternées, la limite de fatigue des matériaux métalliques n'est que de 30 à 40 % de la résistance à la charge statique. Le matériau composite présente une limite de fatigue élevée, d'environ 70 à 80 % de la charge statique, et présente des signes significatifs de déformation avant endommagement.

6. Faible densité apparente, environ 1/5 à 1/4 de celle de l'acier.

7. Anisotropie.

8. Neutralité électromagnétique.

9. Performances à haute température identiques à celles d'un fil d'acier précontraint.