Academic literature on the topic 'Béton de fibre'

The progressive and rapid deterioration of cement concrete road systems makes frequent rehabilitation necessary if an acceptable level of service is to be maintained. When a road's structural capacity is still satisfactory, simple resurfacing to correct surface faults is an acceptable option. Several different types of resurfacing are possible, depending on adhesion developed at the interface. Dimensioning and selection of application techniques are still today purely empirical matters. However, major discoveries have been made about the behaviour of overlays, especially regarding cracking. For example, reflection in the overlay of the cracks of the old pavement is inevitable with a bonded interface. The old cracks must, therefore, be repaired first. However, with steel fibre reinforced concrete, the knitting effect of the fibres will stabilize the cracks. Road-work performed along autoroute 40 in the suburbs of Montreal provided an opportunity to monitor the behaviour of a thin bonded overlay of fibre-reinforced concrete. Examination of the road more than 2 years after it was recommissioned clearly indicated that the fibres had a positive effect on the condition of the road. Key words: rehabilitation, resurfacing, roads, concrete, steel fibre, cracking, bonding. [Journal translation]

This paper presents results of an investigation on the shear strengthening of reinforced concrete (RC) beams with externally applied fibre reinforced polymer (FRP) composites. The first part of the study reviews and synthesizes the state of the art in the subject. Also, the requirements and recommendations specified in the Canadian CSA S806-02 standards, the American ACI-440 guidelines, as well as the European fib TG9.3 recommendations are compared with the test results reported in the literature so far. This part of the study indicates that the major parameters involved in the behaviour of RC beams strengthened in shear with FRP were not fully investigated. This can explain the observed discrepancies between the resistance values predicted by the codes and guidelines, and those obtained by tests. This has been the main impetus to carry out an experimental investigation, which is the subject of the second part of this paper. The objective of this experimental investigation was to study the influence of the following parameters on the performance of RC beams strengthened in shear with FRP composites: (i) the FRP ratio, (ii) the transverse steel reinforcement ratio, and (iii) the type of beam (deep versus slender). Results clearly showed the interaction between the FRP composite and the internal transverse steel reinforcement in the shear resistance mechanism. Results also showed the influence of the type of beam on the gain due to FRP on the carrying capacity of the beam.Key words: shear, reinforcement, concrete, composites, experimental, parameters.

Le comportement mécanique des bétons renforcés de fibres naturelles dépend principalement de l’adhérence entre la fibre et la matrice de ciment. Cette adhérence a aussi une certaine influence sur le type d’endommagement de ces matériaux. Cette recherche a été menée sur des fibres naturelles de lecheguilla (Agave lecheguilla). Des essais chimiques, physiques et mécaniques tels que la détermination de la composition chimique, la morphologie, la porosité, l’absorption d’eau et les résistances à la traction et à la flexion ont été réalisés en utilisant ces fibres naturelles. Des observations à l’interface fibre–matrice de ciment ont aussi été effectuées à l’aide du stéréoscope pour évaluer l’effet du milieu alcalin et de différents rapports eau/ciment (E/C) sur la performance de mortier fibré. On a constaté que la résistance mécanique à la traction et à la flexion du matériau composite augmente, d’une part, avec l’augmentation de la longueur et, d’autre part, avec la diminution du volume de fibres utilisé. Le principal type de défaillance observée est l’arrachement des fibres. De plus, l’adhérence entre les fibres et la matrice de ciment est modifiée par les changements volumétriques et l’absorption d’eau relativement élevée. Néanmoins, cette adhérence peut être substantiellement améliorée en faisant un traitement superficiel des fibres à l’aide de solutions chimiques, comme le xylène, et en utilisant des faibles rapports E/C.

This paper presents the results of an investigation aimed at establishing if multiple cracking can be an intrinsic property of steel fibre reinforced concrete (SFRC) in the hardened state and identifying the conditions to obtain it systematically. For this purpose, uniaxial restrained shrinkage tests and tensile tests were performed on large-scale SFRC specimens. The parameters studied in the experimental program were the fibre content (0-100 kg/m3), the fibre geometry, and the water to cement ratio of the concrete matrix (w/c = 0.40-0.80). The test results tend to indicate that multiple cracking is not a property of SFRC as such, at least within the range of concrete matrices and fibre contents investigated and that were intended to be compatible with practical considerations. While it does not mean that fibre reinforcement is not effective in terms of crack control, it is important to be careful in the analysis of test results where the effect of the restraining and exposure conditions might have been significant.Key words: cracking, drying shrinkage, fibre-reinforced concrete, multiple cracking, repairs, restrained shrinkage, steel fibres, tension.

L'homogénéité des caractéristiques est garantie par une présence en fibres constante en tout point du matériau. La dispersion d'une espèce dans une autre est régie par des mécanismes de convection et/ou de diffusion. Pour des objets de la taille d'une fibre métallique, ces deux phénomènes trouvent leur origine dans le cisaillement appliqué au matériau, une donnée souvent inconnue et difficile à mesurer dans des malaxeurs à béton. Dans un premier temps, nous proposons une méthode permettant d'estimer l'efficacité d'un malaxeur. Elle est basée sur la mesure du diamètre moyen de granules de ciment fabriqués dans ce malaxeur. Nous montrons que la mesure de ce diamètre moyen permet de quantifier le cisaillement moyen. Dans un second temps, nous présentons un moyen de mesurer la dispersion des fibres pendant le malaxage des bétons à base de mesures de résistivité électrique. Puis, dans un troisième temps, nous mesurons la présence en fibres pendant le malaxage et relions le temps nécessaire à l'obtention d'une répartition homogène à la capacité de cisaillement du malaxeur
Fibers are added to the concrete to give it news properties. The homogeneity of these characteristics is assured by a constant presence of fiber as the whole material. The dispersion of one species within another is governed by convection and/or diffusion mechanisms. Concerning objects having the size of steel fiber, these two phenomena are caused by the shearing applied to the material, an unknown and difficult to measure datum in the case of concrete mixer. To begin, a method allowing to estimate the mixer's shearing is suggested. This method is based on the measurement of the medium diameter of cement aggregates produced in the mixer. The link between the medium diameter and the mean shearing is established. In a second time, a mean to measure fiber dispersion from electrical resistivity measurements during the concrete mixing is presented. Then, in a third time, fiber dispersion are measured during mixing. The link between necessary time to obtain an homogeneous distribution and the mixer's shearing ability is established

Cette étude rapporte les résultats d'une recherche expérimentale en vue de déterminer si des fibres de polypropylènes incorporées au béton peuvent contribuer à améliorer le comportement structural des éléments en béton armé. Plus particulièrement, l'influence des fibres sur la capacité portante de la poutre soumise à l'effort de cisaillement est étudiée. Trois séries de spécimens totalisant six poutres de sections rectangulaires (300×500 mm) ont été testées. Les variables étudiées sont le pourcentage d'étriers et le volume de fibres ajouté. La première série comprend 3 poutres sans étriers ayant différents pourcentages de volume de fibres (0%; 0,5% et 1,0%). La deuxième série comprend 3 poutres sans fibres ayant différent taux d'étriers (sans étriers, s = 0,35d[indice inférieur v], s = 0,7d[indice inférieur v]). La troisième série comprend une poutre ayant un taux élevé d'étriers (s = 0,7d[indice inférieur v]) combiné à un volume élevé de fibres (1,0% de fibres). La confection du béton de fibres a donné lieu à certains problèmes en ce qui concerne le malaxage. Dans le cas d'une fabrication par malaxage classique, des pourcentages plus élevés ou des longueurs plus grandes de fibres conduisent à une mauvaise homogénéité du mélange. De plus, la plus grande quantité d'eau requise pour remédier au problème d'homogénéité est responsable de la réduction de la résistance et de l'augmentation du retrait. L'addition de fibres dans le béton diminue la maniabilité et la compacité du béton. Pour palier à cet inconvénient, il peux être envisagé de réduire le rapport eau/ciment du mélange. Il semble également que l'on ait intérêt à utiliser des granulats de plus faibles dimensions et à s'orienter vers des mortiers. À la fin du programme de l'optimisation des bétons fibrés, nous avons réussi à obtenir un béton homogène et sans défaut de surface. La fibre de polypropylène est bien incorporée dans le béton ce qui permet un meilleur ancrage dans le mortier. Tous les problèmes de ségrégation et de ressuage ont été réglés. Tous les mélanges de béton de fibres ont une résistance en compression de 30 MPa. Ceci répond à l'exigence du projet de trouver des bétons de fibres qui ont la même résistance que le béton normal. Dans le cas étudié, la poutre sans étrier qui contient 0,5% de fibres donne un comportement plus ductile et un gain de résistance tandis que les poutres sans étrier qui contiennent 1,0% de fibres ont un gain de résistance, mais peu de gain en ductilité par rapport aux poutres de béton normal. Par contre, la poutre qui contient 1,0% de fibres et un taux d'armature transversale ([rhô][indice inférieur s] = 0, 69%) a montré un comportement beaucoup plus ductile par rapport aux autres poutres. Les essais ont montré également que l'ajout des fibres dans le béton peut améliorer le réseau de fissures et ont tendance à réduire la quantité et l'ouverture des fissures. L'effet des fibres sur le comportement des poutres est significatif.

Les travaux de recherche entrepris dans le cadre de cette thèse sont destinés à permettre de démontrer que dans la technique de projection, le béton de sable fibré peut remplacer le béton ordinaire habituellement utilisé.La technique de projection du béton est notamment utilisée dans les travaux de soutènement et de tunnels, la stabilisation des pentes mais aussi dans la conception des panneaux 3D.Le béton utilisé, à ce jour, dans la technique du béton projeté dans la conception des panneaux 3D est à base de gravillons 3/8 mm. Cependant, l'inconvénient avec ce mélange, c'est les pertes par rebond du matériau et de fibres qui sont importantes (jusqu'à 50%), d'où un impact économique défavorable et une influence négative sur les propriétés mécaniques du matériau en place sur le support.Le béton de sable composé d'un faible dosage en ciment, sable et une grande quantité de fines calcaires semble tout à fait indiqué pour pallier ce problème, étant donné les avantages que procurent ses finesse, cohésion, fluidité et homogénéité. Dans le cadre de cette étude, les performances du béton de sable projeté (BSP) ont été comparées à celles du béton ordinaire projeté (BOP). Pour le retrait, le comportement a aussi été confronté à celui du béton vibré. Les paramètres de comparaison ont concerné l'état frais (avant, pendant et après projection) et l'état durci, avec une attention particulière portée aux taux de rebond des matériaux, aux résistances mécaniques et aux retraits (endogène et de dessiccation).Les résultats de nos investigations ont mis en évidence un certain nombre d'avantages du BSP par rapport au BOP. A cet effet, notons la réduction des pertes par ricochet des matériaux (béton et fibres) de moitié, avec des épaisseurs de couches de béton projeté de 9 cm contre 6 cm pour le BOP. L'autre point positif, c'est la qualité du fini de surface. Du point de vue de la résistance à la compression, le BSP présente une amplitude plus importante au jeune âge, mais équivalente à long terme. Le retrait endogène du BSP est similaire à ceux des BOP et des bétons vibrés (BV), aussi bien en amplitude qu'en cinétique. Quant au retrait de dessiccation, le BSP manifeste une déformation de l'ordre de 10% plus élevée que celle du BOP. Alors que par rapport au BV, la magnitude de la déformation du BSP est plus petite que celle du BV, et ce en dépit d'une perte d'eau par évaporation plus importante. Par conséquent, et en opposition à la majorité des résultats de la littérature, un perte de poids plus importante par dessiccation, n'implique pas systématiquement une déformation de retrait plus importante. L'autre résultat inattendu est que la structure monomodale de type « méso » du BSP est affectée par une cinétique de séchage plus rapide que la structure bimodale de type « macro » et « méso » du BV.Par ailleurs, l'ajout de 50 kg/m3 de fibres métalliques au BSP réduit le retrait de dessiccation de 16 %, alors que leur influence semble ne jouer aucun effet sur la cinétique ou la magnitude de la déformation du BOP, du moins dans les proportions du dosage utilisé.La proportion de mésopores semble un facteur décisif dans le comportement des retraits de dessiccation des bétons. Dans ce contexte, une explication est fournie pour mettre en relief les raisons du retrait moins important du BSP par rapport au BV, malgré une perte d'eau par séchage plus importante et un volume de pâte plus important
This paper presents test results of mechanical properties of fibre reinforced sand-concrete (BSP) formulated to be used in the sprayed wet-mix process, as a substitution to fibre reinforced concrete (BOP) sprayed by dry-mix process. This process of application of concrete is suitable for diverse applications such underground support and slope stabilization. In BOP, formulated with aggregates up to 8 mm, both material and fibre rebounds are high (50 %); this results in economic implications, and affects the performances of the mixture negatively.BSP formulated with low dosage of cement, sand and high content of limestone filler, but without coarse aggregate; seems to be indicated to alleviate most of these problems, because of its fineness, high cohesiveness, high fluidity and better homogeneity. BSP was investigated and compared with BOP, on the basis of fresh and hardened properties with special emphasis on rebound, compressive strength and drying shrinkage. Results of investigations showed many advantages of this new mixture (BSP) when compared to BOP: reduction of material and fibre rebounds by approximately 50%, relatively substantially thicker layers (9 cm vs 6 cm), good finishing surface, higher early age compressive strength, and long term drying shrinkage close to that of BOP.Comparison of the results shows that the endogenous shrinkage of BOP, BSP and vibrated concrete (BV) is similar.On the other hand, the present study showed that a low amount of steel fibre (50 Kg/m3)reduces the drying shrinkage of BSP by approximately 16%.While, in the case of BOP, the influence is not significant.The aim of this study is to bring some answers to the questions about the delayed deformation of the shooting sand-concrete [BSP], which is made of aggregates up 5 mm.Drying shrinkage results, revealed that drying shrinkage of BSP is higher than that of BV in the short term. In the long term, it becomes lower than that of BV. However, the BSP loses more water during the period of shrinkage measurements than BV. Furthermore, pore size distribution shows that the mesoporous structure of BSP lost more water than the bimodal structure of BV, which includes macropores and mesopores. These particular porometric structures of BSP and BV are the main factor behind the difference of the drying shrinkage behaviour of the two mixtures.This is an interesting and unexpected result, which is not in accordance with the commonly accepted relationship between shrinkage and weight change of samples, and between moisture loss and porometric structure. This work provides an explanation for this phenomenon by taking into account the kinetics of drying and the porometry of the concrete

L'installation de l'armature de cisaillement dans les poutres en béton armé est souvent onéreuse et complexe. De plus, la fragilité de la rupture en cisaillement en fait un danger pour la sécurité du public. L'utilisation d'un béton renforcé de fibres (BRF) s'avère être une alternative intéressante pour fournir une résistance en cisaillement suffisante et éviter ce mode de rupture. Suite aux diverses études réalisées dans le passé par les chercheurs, certains points restent à analyser concernant les poutres en BRF. En effet, la majorité des études ont porté sur des poutres de petites tailles faites de béton renforcé de fibres d'acier. Il faut donc approfondir l'effet d'échelle et l'utilisation de fibres synthétiques. Des essais à la rupture en quatre points sur trois séries de poutres de tailles différentes (150x250x2200mm, 300x500x4400mm, 300x800x7100mm) ont été réalisées à l'Université de Sherbrooke par Tran [2009], Nguyen [2006] et Lavictoire [2010]. Le présent projet de recherche s'inscrit à la suite de leurs projets et consiste à compléter les essais déjà réalisés afin d'étudier l'effet d'échelle en présence de fibres. L'objectif est également d'analyser et de comparer l'apport des fibres utilisées (synthétiques et crochetées en acier) sur la résistance à l'effort tranchant des poutres en BRF. Des essais à la rupture ont été réalisés sur huit poutres dans le but de posséder des résultats pour des poutres avec les renforts en cisaillement suivant : aucun renfort, minimum d'étriers selon la norme CSA A23.3-04, taux volumiques de 0.5% et 1.0% de fibres d'acier et synthétiques. Parallèlement, des essais de caractérisation du comportement post-fissuration des BRF ont été réalisés conformément à la norme ASTM C1609/C1609M-10. Les résultats montrent que malgré une augmentation significative de la résistance à l'effort tranchant, les fibres ne parviennent pas à enrayer l'effet d'échelle. De plus, les deux types de fibre utilisés ont permis d'obtenir des résistances semblables avec un taux volumique de 0.5%. Alors qu'un taux de 1.0% de fibres d'acier a permis d'atteindre des résistances comparables aux poutres avec le minimum d'étriers selon la norme, l'utilisation de 1.0% de fibres synthétiques n'a pas eu d'effet notable comparativement à 0.5%. Les fibres ont également permis de retarder l'apparition des fissures diagonales et d'en réduire l'ouverture en comparaison aux poutres sans renfort en cisaillement sous chargement équivalent. Elles ont par ailleurs provoqué une augmentation de la rigidité des spécimens. Des tentatives d'estimation de la résistance en cisaillement des sept poutres en BRF du programme expérimental ont été réalisées en utilisant différentes valeurs de résistance post-fissuration obtenues par l'essai ASTM C1609/C1609M-10. Les données récoltées avec ce projet étant insuffisantes, davantage de recherches sont nécessaires afin de déterminer une équation de design adaptée aux poutres de BRF et un paramètre de résistance post-fissuration adéquat.

Un poteau en BHP présente une déformation axiale qui est tributaire du pourcentage d'armature transversale. Plus ce pourcentage est élevé, plus le gain de déformation l'est aussi. À contrario, ce pourcentage élevé d'armature transversale conduit à la création d'un plan de rupture entre l'enrobage et le noyau de béton. Le béton de l'enrobage devient alors un point faible dans le comportement de l'ensemble de la membrure. Ce dernier éclate lorsque survient la charge maximale dans le béton. Or, en éclatant, il transfert une énergie non souhaitée au noyau du béton confiné qui est endommagé prématurément. Le contrôle de ce transfert d'énergie accumulée lors du chargement peut être effectué par l'ajout de la fibre dans la matrice de béton. À ce jour, aucun code de design ne prend en compte la présence de la fibre dans la matrice de béton en ce qui a trait à son apport structural. Une série d'essais de compression axiale a été effectuée sur 20 spécimens cylindriques de grande taille (1400 x 300 mm) fabriqués avec du béton à haute performance comportant des fibres. Deux types de fibres ont été ajoutés à la matrice du béton : synthétique et métallique. Les fibres métalliques étaient de type ondulé alors que les fibres synthétiques avaient la particularité de s'effilocher lors du malaxage. Le béton, de type semi autoplaçant avait une résistance spécifique de 50 et 80 MPa. Le pas de spire pour chacune des deux résistances spécifiques était de 50 et 100 mm. Le volume de fibres variait de 0,0% à 1,0% avec un pas de 0,50%. La hauteur de mesure de la déformation axiale des poteaux était de 800 mm. Les résultats montrent que la présence des fibres influençait positivement la ductilité et la ténacité des spécimens. L'éclatement du recouvrement à la charge maximale était empêché dans le cas des fibres synthétiques, pour un volume de 0,5% alors que dans le cas des fibres métalliques, un volume 1,0% dans un béton de résistance supérieure était nécessaire pour maintenir en place le recouvrement. À cette observation il faudrait ajouter le fait qu'il existe un pas de spirale adéquat pour rendre efficace la fibre dans la matrice de béton. Ce pas de spirale se situerait entre 50 et 100mm pour ce qui est des fibres synthétiques dans un béton de 50 MPa et inférieur à 50 dans le cas d'un béton de 80MPa. Dans le cas de la fibre métallique, d'après l'analyse qui a été faite, l'espacement adéquate est de 50 mm pour un béton de 50 MPa, alors que pour un béton de 80 MPa, la distance qui semble donner des résultats intéressants reste un pas de spire de 100 mm. Ceci peut être expliqué par le module de l'acier combiné à celui du béton à haute performance qui avant la charge maximale offre une déformation post-pic significative. D'autre part, à l'issue d'une revue des différents modèles de confinement des poteaux en béton ordinaire et en béton à haute performance comportant ou non de fibres depuis 1928 année de publication des travaux de Richart et Brandtzarg [1928], l'auteur a comparé ses résultats avec l'un des modèles développé par Eid et Paultre [2008]. Cette comparaison montre que les courbes prédites avec le modèle suivent assez bien les courbes issues des essais de compression, et ce particulièrement dans la partie ascendante de la courbe. On note toutefois qu'après l'atteinte de la charge maximale, la partie descendante de la courbe expérimentale ne colle pas nécessairement à la courbe des essais. L'auteur note que le fait que cette partie descendante ne colle pas aux résultats d'essais serait probablement lié à la répartition très aléatoire des fibres dans la matrice du béton. En effet, le tracé de cette partie de la courbe est fortement tributaire de la contrainte dans l'acier de confinement or cette contrainte dans l'acier ne peut se développer au maximum que si le béton confiné est sollicité de la même manière dans son ensemble. Par ailleurs, l'auteur suggère que la méthode de calcul de la répartition de la fibre dans la matrice de béton soit revue et sujette à des recherches supplémentaires.

Parmi les innombrables perspectives de recherche, cette étude a comme objectif de mettre à l'épreuve différents capteurs à fibre optique pour valider leur comportement et ce, en simulant les conditions in situ rencontrées dans les grands ouvrages tels que les barrages en béton. Afin d'atteindre l'objectif visé, une série d'essais expérimentaux se rapprochant des conditions sur le terrain le mieux possible ont été réalisés. Ainsi, des corps d'épreuve de composition représentative dans lesquels ont été installés des capteurs à fibre optique et des capteurs de validation ont été fabriqués. Les principaux paramètres étudiés dans cette étude sont au nombre de quatre, soient: déformation, déplacement, pression et température. Les résultats montrent que les capteurs à fibre optique Fabry-Pérot permettent le suivi des quatre paramètres énumérés ci-haut avec une exactitude comparable, sinon supérieure aux capteurs traditionnels. Il ressort également de cette étude que l'installation des capteurs à fibre optique, soit dans une inclusion, ou soit directement dans le béton, n'affecte pas la qualité des mesures enregistrées. L'installation de capteurs à fibre optique pour le suivi du comportement en service d'un barrage réel est la prochaine étape découlant de cette recherche."--Résumé abrégé par UMI

La corrosion des armatures de renforcement des structures en béton représente un enjeu socio-économique majeur. Sa détection et le suivi de son évolution constituent un défi pour la recherche appliquée. Les techniques standards non destructives de détection de corrosion mettent en œuvre des procédés indirects tels la mesure d’impédance, de potentiels, ou par ultrasons. Leurs capacités d’auscultation sont limitées dans l’espace (notamment en profondeur), leur coût reste élevé dans un contexte de maintenance périodique et elles conduisent à des paramètres d’interprétation complexe. Des progrès sont nécessaires dans la détection et l’analyse fiable de la progression des processus de corrosion. Dans ce travail, nous présentons une nouvelle méthode pour détecter la corrosion et le suivi de son évolution, basée sur l’observation directe des changements intervenant à l’interface fer-béton par Capteur à Fibre Optique (CFO). L'attaque par corrosion de la surface de l'armature dépend de plusieurs paramètres électrochimiques (température, pH, carbonatation, présence de chlorures, contamination biologique, etc.). Deux comportements mécaniques à l'interface fer-béton sont distingués. Dans le premier cas (carbonatation), le produit d'oxydation du métal reste à l'interface et augmente la pression interne, pouvant conduire à la fissuration de la couche de béton extérieure. Dans le second cas (piqures), les ions métalliques sont évacués hors de la structure avec comme conséquence une réduction de section des barres d'armature (affaiblissement du renforcement). Un CFO innovant est proposé dans le but de localiser et quantifier les deux types de corrosion précités. Le principe consiste à observer l’impact direct de la corrosion sur l’état de déformation d’une fibre optique préalablement précontrainte par construction. Deux procédés métrologiques sont étudiés : Bragg et réflectométrie fréquentielle (Optical Frequency-Domain Reflectometry - OFDR). Des tests de corrosion accélérée montrent la faisabilité du procédé. Une procédure de fabrication simplifiée et à coût optimisé est proposée pour la surveillance in situ et répartie des structures de génie civil, dans une perspective future de maintenance conditionnée
Corrosion of reinforced bars (rebars) in concrete structures remains a major issue in civil engineering works, being its detection and evolution a challenge for the applied research. Usual non-destructive corrosion detection methods involve impedance, potential or ultra-sonic indirect measurements of complex interpretation. Besides, they are restricted to near-surface examinations and the maintenance cost is still high (scheduled maintenance). Many efforts remain to be done to survey the onset and progression of corrosion processes in a reliable way. In this work, we present a new methodology to detect the onset of corrosion and to monitor its evolution, based on the direct observation of rebar–concrete interface changes by the use of an Optical Fiber Sensor (OFS). The corrosion attack over rebar surface depends on several physical, chemical and electrochemical parameters (temperature, pH, presence of chlorides/CO2, biological contamination, etc.). Two types of mechanical behavior and described. In the first case (carbonation), metal oxidation products stay at the interface and increase internal pressure, potentially leading to a crack of the external concrete layer. In the second case (pitting), metal ions are evacuated out of the structure, leading to a reduction of the rebar section (structural weakness). An innovative sensor design is proposed with the purpose of localizing and quantifying the amount of both corrosion types. The basic principle consists in measuring the impact of corrosion over the state of strain of a prestressed optical fiber. Two metrological techniques are used: Fiber Bragg Grating (FBG) and Optical Frequency-Domain Reflectometry (OFDR). Accelerated corrosion tests were performed in electrolytic solutions for both kinds of corrosion types (pitting and carbonation) and provide a proof-of-concept for the technique. A low-cost, simplified manufacturing procedure is proposed with the aim to provide distributed and in situ Structural Health Monitoring (SHM), suitable for future Condition-Based Maintenance (CBM) of civil engineering concrete structures

L'objet de la présente recherche est l'étude du comportement des dalles en béton armé fibreux vis-à-vis des chocs mous. Dans le chapitre bibliographique, nous présentons, dans un premier temps, les principales méthodes de calcul de systèmes simples et à masse répartie; ensuite les campagnes d'essais à grande échelle de dalles en béton armé, destinées à fournir des formules empiriques de dimensionnement ; enfin, les expérimentations visant à mettre en évidence l'influence des principaux paramètres (caractéristiques du matériau, géométrie de l'éprouvette, sollicitation appliquée) sur le comportement mécanique des échantillons (résistance maximale, énergie de déformation, mode de ruine). Le deuxième chapitre concerne la caractérisation expérimentale des matériaux : nous menons en évidence l'influence de la vitesse de chargement sur la loi de comportement des matériaux sollicités en compression simple. Le troisième chapitre est consacré à l'expérimentation des dalles soumises à des chargements statique et de choc. Les déformations et déplacements à plusieurs endroits de la surface et des sections de la dalle, ainsi que la charge au centre, sont analysés. Les courbes charge-flèche et moment-courbure sont établies. La première partie du dernier chapitre concerne le calcul des courbes moment-courbure des sections à l'aide d'un programme numérique prenant en considération les lois de comportement complètes des matériaux. Dans un second temps, la réponse en courbure des dalles à la sollicitation de choc est calculée à l'aide d'un logiciel basé sur la méthode des élément finis et sur la considération de diagrammes moment-courbure bilinéaires des sections de béton armé, et de fonctions Je chargement quelconques. La troisième partie concerne la modélisation de la dalle et de ses appuis élastiques en système masse-ressort non amorti à 2 degrés de liberté, et le calcul numérique de ce système par une méthode de type pas-à-pas, prenant en considération les changements de rigidité de flexion dus à la fissuration du béton et à la plastification des aciers Enfin, nous proposons une méthode de dimensionnement simplifiée basée sur la considération d'un chargement de type créneau et d'une modélisation de type élastoplastique parfait de la courbe moment-courbure
[The aim of our work is to determine the characteristics induced in the behaviour of reinforced concrete slabs under impact of deformable projectiles, by mixing metallic fibres with concrete. In the bibliographic chapter, we first present the essential computation methods for one-degree and distributed-mass systems, and large-scale tests of slabs intended to give empirical formulas direct! y used in design of particular buildings. Then, we lay out principal tests showing the influence of parameters such as material characteristics, shape of specimen, and loading conditions, on the mechanical behaviour of specimens (pattern of failure, strain energy, -strength,. . . ). Second chapter concerns static and impact instrumented tests carried out on materials, showing the influence of strain rate on the compression stress-strain curve. The third chapter describes static and impact tests on slabs. Deflections and strains at different points of the slab and sections, and also the load, are measured. Load-deflection and moment-curvature curves are deduced. In the last chapter, first, moment-curvature curves of sections are computed from stress-strain curves of materials, by a numerical method taking into account post-rupture part of concrete tension stress-strain curve. Secondly, impact response of slabs is computed, using a finite element numerical code, considering bilinear moment-curvature curves. Third part concerns numerical computation by modelling the slab and its elastic support into undamped two-degree spring-mass system, considering variations of flexibility coefficient at cracking and plastification. Last part contains a simple method based on rectangular load function and bilinear elastoplastic moment-curvature curves. ]

Malgré les avantages multiples du béton à hautes performances, il reste relativement peu étudiédans les structures en béton armé. Notamment, la servicibilité du matériau et son comportementvis-à-vis de la fissuration nécessitent une investigation profonde. En effet, dans les structures enbéton armé, c’est souvent la servicibilité du matériau qui se détériore et écourte la durée de vied’une construction. Dans le même contexte, le comportement à l’effort tranchant du béton àhautes performances (BHP) reste insuffisamment étudié comparativement à la littératureabondante sur le béton ordinaire (BO). Le principe de l’effort tranchant en béton armé n’estd’ailleurs toujours pas suffisamment explicité avec rationalité et l’on continue à utiliser desméthodes empiriques pour se prémunir contre les effets désastreux de cette sollicitation sur lesstructures en béton armé. Ce manque de compréhension est illustré par des approches de calculdifférentes et parfois contradictoires utilisées dans les principaux règlements de calcul en bétonarmé. L’applicabilité de ces approches de calcul réglementaires au béton à hautesperformances nécessite une evaluation profonde. Cet aspect fait partie des objectifs de laprésente étude. L’utilisation des fibres d’acier comme renforcement en béton en général et enbéton à hautes performances en particulier semble améliorer le comportement structural de cematériau en effort tranchant. Sur ces aspects de comportement structural, un total de 70 poutresen béton armé, ordinaire et de hautes performances, avec et sans fibres d’acier, ont été testéesen flexion quatre-points. Les fibres d’acier ont été utilisées en différentes quantités /f et différentsélancements lf/df. Les essais réalisés dans ce travail ont montré que les fibres d’aciers couturentefficacement les fissures et ainsi permettent aux éléments de structures d’être servicibles à desniveaux de chargement élevés. Cette efficacité se distingue particulièrement dans le matériauBHP qui développe une adhérence relativement meilleure avec l’acier par comparaison au BO.Ces effets de coutures efficaces ne sont, cependant, pas reflétés dans les modèles de calculsutilisés dans les règlements universels
Despite de multiple advantages of high performances, it is still relatively unknown. It is thusimportant to study this material from all the aspects in the aim of understanding its structuralbehavior and using it as a building material in composition with steel and hence beneficiate fullyfrom its higher compressive strength and denser compactness. In this sense, the serviceability ofthe material, particularly its behaviour towards cracking which affects its integrity, necessitates adeeper investigation. In the same context, the shear behavior of high performances concrete(HPC) is still insufficiently investigated by comparison to the abundant literature for that of ordinaryconcrete (OC). On the aspect of shear behaviour, it is worth noting that such a solicitation inreinforced concrete is a topic which continues to arouse a lot of interest despite the abundanceof the existing literature. The applicability of the different design approaches to high performancesconcrete requires further investigations. This aspect is a part of the objectives of the presentexperimental study. The use of steel fibers as reinforcement for concrete in general and for highperformances concrete in particular seems to improve the structural behavior of this concretematerial, particularly for shearing. On these aspects of structural behaviour, a total of 70 reinforcedconcrete beams, from ordinary concrete and high performances concrete, with and withoutsteel fibers, have been tested in four-point flexural bending. The steel fibers were used in differentquantities /f and different aspect ratios lf/df. The test carried out in this investigation have shownthat fibers stitch up effectively the two faces of a crack and thus enable structural elements to beserviceable at higher loading levels. This efficiency is particularly distinguishable for highperformances concrete (HPC) which develops a relatively better bond with the reinforcement bycomparison to ordinary concrete (OC). These stitching effects are however not reflected in thedesign models presented in the different universal design codes

Cette thèse comporte une étude expérimentale dont le but a été tout d'abord d'étudier la composition spécifique du béton de fibres. Une étude microscopique de bétons de fibres au stereomicroscope et au microscope électronique à balayage a été faite dans le but d'avoir une idée sur l'orientation des fibres et sur l'adhérence fibres-bétons. Des mesures de perméabilité ont été effectuées sur le béton de fibres dans le but d'étudier l'influence de l'orientation des fibres après vibration sur la perméabilité. Toutes les propriétés mécaniques ont été étudiées. Les essais de retrait réalisés sont les suivants: retrait au jeune âge, retrait gène a partir de 24 heures et retrait à long terme. Une formule empirique a été établie permettant de calculer la contrainte à la rupture de retrait gène en fonction de la fréquence de résonance, cela pour les bétons témoins et les bétons de fibres. Des essais de fluage ont été effectues à partir de 28 jours. Une étude théorique, comportant sur la validation de trois théories différentes, permet de calculer le retrait théorique en fonction du retrait du béton témoin.