Préface

Lors d'un projet de rénovation d'un bâtiment, suite à un changement de fonction, six dalles bidirectionnelles doivent être découpées pour l'ouverture de l'ascenseur, transformant ainsi les dalles bidirectionnelles d'origine en dalles unidirectionnelles. Le renforcement structurel étant terminé, la rénovation globale reste nécessaire et le délai de construction est très court. Les maîtres d'ouvrage ont des exigences plus élevées en matière d'espace utile, de surface d'impact, de durabilité et d'aspect des matériaux de renforcement. Après avoir comparé différents systèmes de renforcement, tous les intervenants s'accordent à dire que le collage CFRP est la méthode la plus appropriée. En pratique, les résultats sont satisfaisants.

Le renforcement en fibre de carbone est une méthode de renforcement qui consiste à coller des feuilles de fibre de carbone à la surface des éléments en béton afin d'améliorer la capacité portante de la structure. Cette méthode présente les avantages suivants : large champ d'application, aucune influence sur la forme de la structure, bonne durabilité et résistance à la corrosion, simplicité et rapidité de construction, etc. La principale fonction des feuilles de fibre de carbone est de résister à la traction. Il est généralement utilisé dans les parties tendues des dalles et des poutres des éléments de flexion, les parties de cisaillement des poutres et des colonnes (piles), le renforcement des colonnes ou des piliers et la longueur insuffisante des barres d'armature.

Principe du renforcement par fibres de carbone

Les fibres de carbone sont des fibres très fines. Grâce à leur grande résistance, elles présentent une résistance à la traction élevée dans le sens des fibres lorsqu'elles sont combinées avec de la résine époxy. Lors de la conception du renforcement des structures, on évite généralement d'associer deux matériaux aux propriétés différentes. Bien que leur résistance soit très élevée (environ 10 fois supérieure à celle des barres d'acier), leur coefficient d'élasticité est similaire à celui des barres d'acier, comme indiqué dans le tableau 1. Le renforcement du béton armé par des fibres de carbone ne présente aucune disparité, ce qui permet de compenser la tension insuffisante des barres d'armature. Les structures renforcées par des fibres de carbone appartiennent aux structures composites secondaires. La force de liaison entre les barres d'acier et le béton étant générale, les fibres de carbone doivent être combinées au ciment et au béton, et leur combinaison doit être supérieure à la résistance au cisaillement du béton lui-même. Ce type de colle est appliqué sur la surface plane du béton, communément appelée résine de base. Il pénètre facilement dans le béton et se combine avec lui pour former un béton résineux. Il peut renforcer la résistance du béton et se combiner étroitement avec les fibres de carbone pour transférer efficacement la force de cisaillement, de sorte que les fibres de carbone et le béton peuvent être combinés pour obtenir un effet de renforcement.

Longueur d'extension du matériau en fibre de carbone

Pour la poutre, des mesures d'ancrage supplémentaires en fibre de carbone enveloppées en U sont adoptées dans la longueur d'extension de la feuille de fibre de carbone.

Pour la dalle, la stratification de la fibre de carbone dans le sens de la feuille de fibre de carbone est étirée.