MATRICE CIMENTAIRE RENFORCEE DE FIBRESAVANT PROPOS Le présent travail à été au sein de...

Reacutepublique Algeacuterienne Deacutemocratique et Populaire

Ministegravere de lrsquoenseignement supeacuterieur et de la recherche scientifique

Universiteacute Mentouri Constantine

Faculteacute sciences de lrsquoingeacutenieur

Deacutepartement de geacutenie civil

Ndeg drsquoordre

Seacuterie

Thegravese de magister

Filiegravere GENIE CIVIL

Option Mateacuteriaux et durabiliteacute des constructions

Preacutesenteacute par Chafi Nardjes

Devant le jury

Preacutesident Dr N CHIKH Maicirctre de confeacuterences U Mentouri Constantine

Rapporteurs Dr H HOUARI Professeur UMentouri Constantine

Examinateurs Dr M BELACHIA Maicirctre de confeacuterences U Skikda

Dr Med N GUETTECHE Maicirctre de confeacuterences U Mentouri Constantine

Mars 2005

MATRICE CIMENTAIRE RENFORCEE DE FIBRES Valorisation des sous produits (Polystyregravene

copeaux drsquoacier et copeaux de bois)

AVANT PROPOS

Le preacutesent travail agrave eacuteteacute au sein de lrsquoeacutequipe de recherche laquo eacutetude et recherche sur les

mateacuteriaux raquo du laboratoire des Mateacuteriaux et Durabiliteacute des Constructions du deacutepartement de

Geacutenie Civil de Constantine auquel jrsquoexprime ma profonde gratitude de tous les membres de

lrsquoeacutequipe dynamique et aimable

Je tiens agrave exprimer ici tous mes remerciements agrave monsieur HOUARI HACENE Professeur

qui en tant que directeur de thegravese a permis lrsquoaboutissement heureux en un temps record pour

sa supervision efficace et eacuteclaireacutee et ses conseils preacutecieux tout au long de ce travail Jrsquoai eu

besoin et il me lrsquoaccordeacute de sa confiance de son soutien et de sa disponibiliteacute tout au long

des mois Il a su me responsabiliser et me permettre de mrsquoeacutepanouir en travaillant avec lui

Merci speacutecial pour tous les soins prodigueacutes

Monsieur NCHIKH mrsquoa fait lrsquohonneur drsquoaccepter la preacutesidence de jury

Je remercie eacutegalement Monsieur BELACHIA M Maicirctre de confeacuterences Monsieur

GUETTECHEMedN Maicirctre de confeacuterences drsquoavoir accepteacute drsquoecirctre examinateurs de cette

thegravese et de participer au jury

jrsquoexprime toute ma reconnaissance agrave ma megravere et mon pegravere pour leurs soutiens agrave mon

mari Mr LAIB SAMIR pour son soutien et de sa disponibiliteacute et ses conseils preacutecieux tout au

long de ce travail agrave toute ma famille Chafi et Khellaf pour leurs aides agrave Mme ZToumi agrave Mme

MBentalha agrave Mr Kahia [Seacutetif] et Mme Bendris [Seacutetif] pour leurs contributions agrave Mr

KAbdou agrave Mme MChibane aux eacutetudiants de DEUA fin drsquoeacutetude Khaldi B et Ouafek K

aux techniciens du LTPEst sans oublier mes collegravegues Chahinez Najouahellip

- I -

Table des matiegraveres

Table des matiegravereshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipI

Liste des figureshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellipV

Introduction geacuteneacuteralehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

Chapitre 01 Le beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

11 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

12 le beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

13 Natures des fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

14 Formulation du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

15 Mise en œuvre du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

151 Composition du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

152 Appareils recommandeacutes pour lrsquoeacutetude de la mise en œuvre du beacuteton de fibreshelliphelliphellip21

153 Fabrication du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

154 Les facteurs influenccedilant la mise en œuvre du beacuteton et mortier de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphellip25

Chapitre 02 proprieacuteteacutes meacutecaniques et domaine drsquoutilisationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30

21Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31

211 compressionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31

212 tractionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32

213 flexionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34

214 courbes effort ndashdeacuteformationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41

215 reacutesistance au chochelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44

216 reacutesistance agrave lrsquousurehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45

217 agent exteacuterieurshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip45

218 retraithelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45

219 fluagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

2110 reacutesistance agrave la fatiguehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48

- II -

2111 conductiviteacute eacutelectrique du beacuteton de fibres drsquoacierhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48

22 applications de beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50

221 introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50

222 diverses applications helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50

2221examples de reacutealisations en beacuteton de fibres drsquoacierhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 52

2222 fibres de polypropylegravenehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 66

2223 fibres de verrehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 67

223 avantage du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 71

23 conclusionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip72

Chapitre 03 mateacuteriaux utiliseacutes et meacutethodologie drsquoessaishelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip74

31 Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip75

32 Programme expeacuterimentalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip76

33 Types des eacuteprouvettes utiliseacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip79

34 Mateacuteriaux utiliseacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip79

341 Les granulatshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip79

342 Le cimenthelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip80

343 Lrsquoeau de gacircchagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

344 Les fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip84

35 Confection du mortierhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 88

351 Malaxagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88

352 Analyse agrave lrsquoeacutetat fraishelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88

3521 mesure de lrsquoaffaissementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88

3522 mesure du temps drsquoeacutecoulement Maniabilimegravetrehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90

3523 mesure de la densiteacute reacuteelle du mortier fraishelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91

353 Confection des eacuteprouvetteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91

36 Essais meacutecaniqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 92

37 mesure lrsquoabsorption capillaire et de perte en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

371 mesure lrsquoabsorption capillaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

372 mesure de la perte en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94


- III -

chapitre 04 Reacutesultats et Discussions helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip97


42 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de polystyregravene sur le comportement

des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip101

421 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip101

422 Lrsquoouvrabiliteacute helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102

423 La masse volumique apparentehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip104

424Absoption capillairehelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip106

425 Perte en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip108

426 performances meacutecaniqueshelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip110

4261Reacutesistance agrave la compression sur eacuteprouvettes cylindriqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip111

4262 Reacutesistance agrave la traction par flexion sur eacuteprouvettes prismatiqueshelliphelliphelliphelliphelliphellip115

427 Bilan helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 117

43 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de copeaux drsquoacier sur le comportement






44 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de copeaux de bois sur le comportement






45 Etude de lrsquoinfluence de la nature de fibres sur les performances meacutecaniques de bois sur le

comportement des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip134

451 Dosage des fibres 1helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip134

452Dosage des fibres 2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip138


46 conclusionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 144

- IV -

Conclusion geacuteneacuteralehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 147

Annexeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip152

Bibliographiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip164

LLiissttee ddeess ffiigguurreess Fig11 Effet des fibres incorporeacute dans un beacuteton sur son affaissement [27]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

Fig12Effet de la teneur en fibres drsquoacier et de leur eacutelancement sur lrsquoouvrabiliteacute Ve-Be ( drsquoapregraves JEEdgington

et al)[17]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13

Fig13 Encadrement drsquoun granulat [27]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

Fig14teneur maximale en fibres en fonction de la teneur en gros granulats[27]helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

Fig15 Affaissement au cocircne en fonction du module de finesse[41]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

Fig16abaques reliant la composition granulaire optimale du beacuteton au pourcentage en fibres[41]hellip helliphellip15

Fig17- Abaque permettant drsquoeacutetablir une formulation de beacuteton de fibres[41]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

Fig18 Exemples de lrsquoinfluence de la longueur des fibres et du pourcentage incorporeacute sur la quantiteacute de pacircte de

ciment neacutecessaire au BFM (drsquoapregraves Rossi 1991) [35]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

Fig19 Exemples de lrsquoinfluence de la longueur des fibres et du pourcentage incorporeacute sur le rapport SG du

BFM (drsquoapregraves Rossi 1991) [35]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

Fig110Scheacutematisation drsquoun empilement bidimensionnel drsquoun BFM compareacute agrave celui drsquoun beacuteton non fibreacute

[35]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

Fig111 exemple de la compaciteacute optimale drsquoun BFM obtenus par la meacutethode de Baron-Lesage [15]helliphelliphellip21

Fig112 appareil VB[15]helliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

Fig113 Maniabilimegravetre- Lesage[15]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphellip22

Fig114 cocircne inverseacute[15]hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

Fig115effet du rapport de lrsquoaspect LD sur lrsquoouvrabiliteacute drsquoun mortier renforceacute de fibres[17] helliphelliphelliphelliphelliphellip24

Fig116ouvrabiliteacute Ve-Be en fonction de la teneur en fibres pour diffeacuterentes matrices [17]helliphelliphelliphelliphelliphellip 24

Fig21 Influence de la longueur et du pourcentage de fibres sur la reacutesistance agrave la compression du beacuteton

renforceacute[10] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31

Fig22Courbes contrainte-deacuteformation en compression [Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32

Fig 23 Reacutesistance agrave la traction du ciment armeacute de fibres de verre en fonction du pourcentage en volume de

fibres Vf et pour diffeacuterentes longueurs de fibres (drsquoapregraves Majumdar ) [27] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33

Fig24Courbes contrainte-deacuteformation en traction [Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

Fig 25 Equation (A) confronteacutee avec les reacutesultats drsquoessais (drsquoapregraves RNSwamy)[15]hellip hellip helliphelliphelliphelliphelliphellip34

Fig26 Augmentation de reacutesistance en flexion en fonction de lrsquoeacutelancement [13]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip35

Fig 27Augmentation de la reacutesistance en flexion pour des fibres drsquoacier agrave crochets en fonction de lrsquoeacutelancement

et du pourcentage de fibres[13]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35

Fig27b- Reacutesistance agrave la flexion du ciment armeacute de fibres de verre en fonction de la teneur en fibres ( du

volume) et pour diffeacuterentes longueurs de fibres [27]helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip36

Fig28- Influence de la longueur et du pourcentage de fibres sur la reacutesistance agrave la traction flexion du beacuteton

renforceacute [10] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37

Fig29Evaluation de la flegraveche en fonction du temps Pour diffeacuterents types de mortier sous un taux de

chargement de 70 Ff [Houari1993] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38 Fig210 Courbe effort- deacuteformation en compression[41] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41

Fig211Courbes effort- deacuteformation en traction[41]helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip41

Fig212Courbe charge ndashflegraveche (flexion) [41] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

Fig213Flegraveche en fonction de la charge pour les beacutetons armeacute de fibres drsquoacier de diffeacuterentes compositions

releveacutees sur eacuteprouvettes 10cm x10cm x500cm chargeacutees au tiers de la longueur ( Vf =0 agrave 3)

(drsquoapregraves RNSwamy) [27]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

Fig214Flegraveche en fonction de la contrainte de flexion pour un ciment armeacute de fibres de verre ( drsquoapregraves RN

Swamy) [27]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43

Fig215Courbes charge-flegraveche en flexion [Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip43

Fig216Courbes contrainte-charge dynamique[Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip44

Fig217 Evaluation des contraintes retrait en fonction de lrsquoage du beacuteton[15] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46

Fig218Retrait libre agrave partir de 24 heures sur diffeacuterents mortiers [Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip46

Fig219Fluage apparent en traction pour mortier renforceacute de fibres

sous une contrainte de 12 Mpa [Houari] [26] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

Fig220 Coulis de ciment[44]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip62

Fig 221Treillis soudeacute pour murs de cave dans la construction de logements[44] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip62

Fig 222Treillis poseacute sur un sol de cave[44]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip63

Fig223Le beacuteton agrave fibres drsquoacier et de polypropylegravene est confectionneacute agrave lrsquousine agrave beacuteton precirct agrave

lrsquoemploihellip[44]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip63

Fig224 Domaine drsquoutilisation de fibres dans le beacuteton[44]hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip64

Fig225 Coulage drsquoune dalle de cave avec du beacuteton agrave fibres Fortius[44]helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip65

Fig226Coulage de beacuteton agrave fibres drsquoacier Fortius dans un coffrage de mur de cave[18] helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip65

Fig227 Polypropylegravene Fibril[46]hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip66

Fig228Barres drsquoarmature en fibre [47]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67

Fig 229 brise-lame renforceacute de fibre[47]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Fig 230 balcon renforceacute de fibre de verre[47]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Fig231 Chevauchement raccordement et tension par drsquoarmature en fibre de verre[47]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 69

Fig31Sablehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip79

Fig32Ciment utiliseacutehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

Fig33Copeaux drsquoacier utiliseacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip85

Fig34Copeaux de bois utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86

Fig35polystyregravene utiliseacute helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip87

Fig36 malaxeur utiliseacutehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88

Fig37 Cocircne drsquoAbramshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89

Fig38 Vibration des eacuteprouvetteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91

Fig39 Conservation des eacuteprouvettes agrave 20degChelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 91

Fig 310 Essais de compression sur eacuteprouvetteempty16x32 reacutealiseacutes dans notre recherchehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 92

Fig311 machine de flexion utiliseacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 93

Fig312Dispositif de rupture en traction par flexionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93

Fig313 Dispositif de rupture en compressionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

Fig314 Balance utiliseacutee pour la mesure des variations en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip95

Fig41maniabiliteacute du mortier en fonction du pourcentage de polystyregravene helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip106

Fig42 masses volumiques en fonction du pourcentage des billes de polystyregravene helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip108

Fig43courbes drsquoabsorption capillaire en fonction du temps pour de diffeacuterents meacutelanges (MT MP5

MP10)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip108

Fig 44 Evolution de la perte en poids a partir du deacutecoffrage (polystyregravene)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip116

Fig45 Histogramme de la reacutesistance agrave la compression pour des diffeacuterents pourcentages de polystyregravene

[0 1 et 3 ]helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip112


helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip113

Fig47Evolution de la reacutesistance agrave la compression en fonction du pourcentage des billes de polystyregravene


Fig48Evolution de la reacutesistance en flexion en fonction du pourcentage des billes de polystyregravenehelliphelliphelliphellip115

Fig49 Histogramme de la reacutesistance agrave la traction par flexion pour des diffeacuterents pourcentages de

polystyregravenehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip116

Fig410 Reacutesistance agrave la compression drsquoun mortier renforceacute de copeaux drsquoacierhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip120

Fig411 courbes de la reacutesistance agrave la traction par flexion drsquoun mortier renforceacute de copeaux drsquoacier


Fig412 Histogrammes de la reacutesistance agrave la traction par flexion drsquoun mortier renforceacute de copeaux drsquoacier


Fig413 Reacutesistance agrave la compression drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip127

Fig414 Reacutesistance agrave la compression drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois en fonction du pourcentage

de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip128

Fig415 courbes de la reacutesistance agrave la traction par flexion drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois en fonction

du pourcentage de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip130

Fig416Histogrammes de la reacutesistance agrave la traction par flexion drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois131

Fig417 Histogramme repreacutesente lrsquoinfluence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la compression pour un

dosage 1 en masse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip134

Fig418 courbes repreacutesentent lrsquoinfluence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la compression pour un

dosage 1 en masse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip135

Fig419 Histogramme repreacutesente lrsquoinfluence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la traction par flexion

pour un dosage 1 en masse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip136

Fig420 courbes repreacutesentent lrsquoinfluence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la traction par flexion pour

un dosage 1 en masse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip136






pour un dosage 2 en masse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip140



Introduction geacuteneacuterale

introduction 2

Introduction

Par ses nombreuses qualiteacutes le beacuteton se precircte agrave de multiples conceptions nouvelles Non

seulement il peut ecirctre mouleacute dans les formes les plus diverses mais il a une excellente

reacutesistance agrave la compression une grande rigiditeacute une faible conductiviteacute thermique et

eacutelectrique il est peu combustible et peu toxique

Deux caracteacuteristiques ont neacuteanmoins limiteacute son utilisation il est fragile et reacutesiste mal agrave la

traction Cependant la reacutecente mise au point de produits composites renforceacutes de fibres dans

les secteurs de laeacuterospatiale et des plastiques a offert la possibiliteacute de pallier ces lacunes

Bien qursquoeacutetant un mateacuteriau de construction les plus utiliseacutes de nos jours le beacuteton possegravede

neacuteanmoins une proprieacuteteacute tregraves nocive pour la seacutecuriteacute des structures (sa fissuration)

Pour tenter de remeacutedier agrave cet aspect neacutegatif on a imagineacute plusieurs proceacutedeacutes dont celui

drsquoarmer le beacuteton par lrsquointermeacutediaire de barre drsquoacier (Beacuteton armeacute classique)

Un autre proceacutedeacute consiste agrave eacuteviter de faire travailler le beacuteton en traction gracircce agrave une

compression preacutealable crsquoest le beacuteton preacutecontraint

A lrsquoinverse du rocircle des armatures passives et de preacutecontraints il existe actuellement une

grande varieacuteteacute de mateacuteriaux composites La plus part sont destineacutes agrave des industries de pointe

celles-ci utilisent des composites constitueacutes de fibres de carbone drsquoalumines de Wiskers

etchellip dans des matrices qui sont drsquoorigine organique meacutetallique

Ce pendant nous rencontrons aujourdrsquohui plus speacutecialement dans le bacirctiment et travaux

publics un produit dont les constituants le mode de fabrication les proprieacuteteacutes et le

comportement

introduction 3

correspondent agrave ceux des mateacuteriaux composites Il srsquoagit du beacuteton de fibres composeacute drsquoune

matrice cimentaire et des fibres apportant une armature agrave celle-ci

Le BF est un mateacuteriau composite certes ( meacutelange de ciment granulats eau et fibres)

mais qui doit ecirctre consideacutereacute comme Homogegravene (fibres correctement reparties avec

orientations aleacuteatoires) comme peut lrsquoecirctre un beacuteton classique agrave la diffeacuterence du beacuteton armeacute

traditionnel dans lequel le positionnement des armatures est deacutefini en fonction des efforts

appliqueacutes

Il ne srsquoagit donc pas drsquoun beacuteton armeacute dans lequel on aurait remplaceacute lrsquoarmature

traditionnelle en acier (treillis soudeacute et barres drsquoaciers) par des fibres de ce fait le beacuteton de

fibres ne doit ecirctre abordeacute agrave partir drsquoeacutequivalence avec le beacuteton armeacute tel qursquoon le connaicirct

actuellement

Il srsquoagit drsquoun produit nouveau preacutesentant notamment une reacutesistance agrave la traction encore

faible par rapport agrave la reacutesistance compression mais toutefois mobilisable dans des conditions

normales de seacutecuriteacute pour lequel il est neacutecessaire de

bull deacutefinir des prescriptions de fabrication et mise en œuvre pour qursquoil y ait

effectivement laquo beacuteton de fibres raquo

bull eacutetudier les lois de comportement de faccedilon agrave preacuteciser ses domaines speacutecifiques

drsquoutilisation et deacutefinir des critegraveres de dimensionnement

De part son originaliteacute ce sujet concernant lrsquoinfluence des billes de polystyregravene copeaux

drsquoacier et de bois sur le mortier a constitueacute notre premier choix Nous nrsquoavions au deacutepart

aucune base de recherche sur ces produits sur laquelle srsquoappuyer

En effet il nrsquoexiste pas ou tregraves peu de travail de recherche agrave ce sujet localement

Nous avons donc commenceacute dans un domaine tregraves ouvert Ougrave nous avions pas drsquoobjectif

fixe agrave atteindre

introduction 4

La premiegravere des choses qursquoil fallut se fixer eacutetait les dosages (teneur) des produits que

nous allions eacutetudier ce dosage eacutetant un pourcentage du poids du ciment A partir de lagrave nous

ne savions pas si 4 eacutetait peu ou pas assez car il est difficile de se rendre compte du volume

que peut repreacutesenter cette teneur Nous avons donc ducirc rechercher la plage de dosages que

nous allons eacutetudier et pour cela nous avons fabriqueacute du mortier uniquement pour tester si les

dosages eacutetaient reacutealistes du point de vue du malaxage et de la mise en œuvre Nous sommes

alors arrecircteacutes sur un maximum ( au delagrave duquel par exemple le volume occupeacute par le

polystyregravene devenait tellement important qursquoil devenait difficile pour le malaxeur de meacutelanger

le tout ( nous commencions agrave obtenir du polystyregravene au mortierhellip)

De ce fait nous avons deacutecideacute drsquoeacutetudier les pourcentages suivants

Polystyregravene 05 1 15 2 3 et 4

Copeaux drsquoaciers 1 2

Copeaux de bois 1 2

Ceci pour bien mettre en eacutevidence lrsquoinfluence de ces produits dans les faibles dosages

Bien que entendu nous avons pour chaque caracteacuteristique eacutetudieacutee - compareacute nos reacutesultats

avec un mortier de reacutefeacuterence (teacutemoin) reacutealiseacute selon les mecircmes proceacutedeacutes de mise en œuvre et

dosages en sable ciment et eau

Le seul paramegravetre changeant drsquoun meacutelange agrave lrsquoautre eacutetant le dosage (teneur) en fibres

Les caracteacuteristiques que nous avons eacutetudieacutees sont les suivantes

bull la maniabiliteacute

bull La masse volumique

bull Lrsquoabsorption capillaire

bull La reacutesistance agrave la compression et agrave la traction par flexion

bull La perte en poids

introduction 5

Par conseacutequent nous avons chercheacute dans ce sujet agrave deacuteterminer les avantages et ou les

inconveacutenients qursquoils pouvaient y avoir agrave fabriquer du mortier contenant des fibres locales

(sous produits) Ce qui est aussi inteacuteressant de connaicirctre crsquoest lrsquoordre de grandeur dans lequel

influe le polystyregravene les copeaux drsquoacier et de bois et surtout le ou les dosages optimums

Cette recherche deacutecrit les proprieacuteteacutes geacuteneacuterales et lutilisation en construction du beacuteton

renforceacute de fibres La promesse deacuteleacutements plus minces plus reacutesistants plus leacutegers et moins

sujets agrave la fissuration par la simple addition dune petite quantiteacute de fibres rend cette

innovation tregraves inteacuteressante

Cette eacutetude a eacuteteacute scindeacutee en trois principales parties

La premiegravere repreacutesente une recherche bibliographique concernant lrsquoidentification et la

caracteacuterisation des diffeacuterents beacutetons renforceacutes de fibres et lrsquoinfluence de chaque type de fibres

sur le comportement du beacuteton et leur domaine drsquoapplication Nous avons donc mis de point

sur lrsquohistorique lrsquoeacutevolution lrsquoameacutelioration des beacuteton par lrsquointroduction des diffeacuterentes fibres

La deuxiegraveme partie srsquointeacuteresse agrave lrsquoidentification et la caracteacuterisation des diffeacuterents mateacuteriaux

retenus dans le programme expeacuterimental donc cette partie srsquointeacuteresse au composeacute laquo mortier raquo

et preacutesente la meacutethodologie des essais et les mesures

La troisiegraveme partie consiste agrave preacutesenter lrsquoensemble des reacutesultats obtenus pour les trois types

de mortiers avec la variation de leur taux de fibres utiliseacutees Une eacutetude comparative des

caracteacuteristiques meacutecaniques agrave plusieurs eacutecheacuteances lrsquoinfluence de la variation du taux de fibres

sur les proprieacuteteacutes du mortier frais et durci mais aussi la correacutelation entre les diffeacuterents

facteurs sont exposeacutes

11 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

12 le beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip7

13 Natures des fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

14 Formulation du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

15 Mise en œuvre du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

151 Composition du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

152 Appareils recommandeacutes pour lrsquoeacutetude de la mise en œuvre du beacuteton de fibreshellip21

153 Fabrication du beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

154 Les facteurs influenccedilant la mise en œuvre du beacuteton et mortier de fibreshelliphelliphelliphellip25

Le beacuteton renforceacute

de fibres 1 chapitre

Chapitre 01 Le beacuteton renforceacute de fibres 7

11 Introduction le beacuteton reste un mateacuteriau moderne En effet il a de nombreuses qualiteacutes parmi lesquelles

on peut citer son faible coucirct sa faciliteacute de moulage ou de projection pour se precircter agrave diverses

conceptions son excellente reacutesistance en compression sa grande rigiditeacute sa faible

conductiviteacute thermique sa bonne tenue au feu et sa durabiliteacute Toutefois sa faible reacutesistance

en traction et sa fragiliteacute font que le beacuteton doit ecirctre renforceacute Ainsi on utilise des armatures et

des cacircbles ou des fils de preacutecontraintes Ces solutions traditionnelles ont fait leurs preuves et

elles resteront utiliseacutees encore tregraves longtemps Malgreacute cela il existe une autre solution qui

consiste agrave noyer dans le beacuteton des eacuteleacutements reacutesistant agrave la traction des fibres qui sont

naturelles ou syntheacutetiques Cela conduit agrave un mateacuteriau composite Si en geacuteneacuteral les fibres

sont noyeacutees au hasard dans le beacuteton il arrive que par des mises en œuvre adapteacutees on puisse

donner aux fibres une orientation preacutefeacuterentielle correspondant agrave la direction des contraintes

pour ameacuteliorer la reacutesistance agrave la traction ou agrave la flexion drsquoune piegravece Les diffeacuterentes

recherches effectueacutees jusqursquoagrave preacutesent et les premiegraveres applications font espeacuterer que le beacuteton

de fibres permettra la fabrication drsquoeacuteleacutements plus mince et reacutesistants mieux agrave la fissuration

12 Le beacuteton de fibres 121 Le beacuteton de fibres - Comment

Pour qursquoil y ait reacuteellement beacuteton de fibres meacutelange ciment granulats eau et fibres il faut

reacutepondre agrave un certain nombre drsquoexigences

bull Beacuteton de qualiteacute reacutepondant aux exigences habituelles de beacuteton classique la jonction

de fibres ne permet pas agrave priori drsquoameacuteliorer les performances du beacuteton

bull liaison eacutetroite entre les fibres et le beacuteton pour assurer lrsquoancrage

bull Bonne reacutepartition des fibres dans le beacuteton

122Le beacuteton de fibres - Pourquoi

Le comportement particulier du beacuteton de fibres permet de

1-Prendre en compte la reacutesistance agrave la traction directe en effet la rupture si elle est

atteinte nrsquoest plus brutale par ailleurs on peut deacuteterminer des moments de fissurations et de

rupture permettant lrsquoapproche de dimensionnement des ouvrages en maicirctrisant le risque de

fissuration et risque de rupture

2 -Mobiliser une reacutesistance au cisaillement importante

3-ameacuteliorer le comportement au jeune age


4-avoir une reacutesistance agrave la flexion identique sous lrsquoapplication drsquoefforts eacutegaux mais de

sens opposeacutes ( symeacutetrie de comportement)

5-Reacuteduire consideacuterablement les effets du retrait ou des chocs thermiques

6-avoir une bonne reacutesistance agrave la fatigue et aux chocs

De plus les beacutetons de fibres ont lrsquoavantage de se precircter agrave toutes les techniques de mise en

oeuvre coulage pompage moulage projection

123Le beacuteton de fibres-qursquoapporte trsquoil

Le beacuteton non armeacute est un mateacuteriau fragile sous des efforts excessifs de traction ou de

traction par flexion la rupture se produit brutalement par eacutelargissement rapide drsquoune fissure

sans avertissement puisque la deacuteformation reste tregraves faible( de lrsquoordre 11000)

bull Si dans ce beacuteton existe un reacuteseau de fibres il va srsquoopposer et ce drsquoautant qursquoil est

plus dense agrave lrsquoeacutelargissement de la fissure la ou les premiegraveres fibres rencontreacutees

effectuant une couture de la fissure jusqursquoagrave en bloquer lrsquoeacutevolution

bull Si les efforts excessifs persistent drsquoautres fissures vont se former qui seront agrave leur tour

cousues par drsquoautres fibres

Ainsi lrsquoeacutevolution incontrocircleacutee de fissures et empecirccheacutes font que le beacuteton de fibres preacutesente

une certaine ductiliteacute ( capaciteacute agrave la deacuteformation) teacutenaciteacute ( reacutesistance agrave la fatigue) reacutesilience

( reacutesistance aux chocs)


Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles

b-Origine mineacuterale a-Origine veacutegeacutetale

Coir fibres de coco

laquo imputrescible raquo

Fibres drsquoamiante bull faible coucirct bull forte reacutesistance bull module eacuteleveacute bull bonne tenue au feu bull bonne compatibiliteacute

Sisal extraites de lrsquoagave

laquo putrescible raquo

Fibres artificielles

b-Origine organique a-Origine mineacuterales

Fibres meacutetalliques acier fonte Fibres en carbone Fibres en ceacuteramique Fibres en verre

Polypropylegravene Polyamides polyesters


13Natures de fibres Les fibres peuvent se classer en deux cateacutegories les fibres naturelles et les fibres artificielles

131fibres naturelles elle ont surtout 2 origines

A- Veacutegeacutetale on peut citer le Sisal ( fibres extraites de lrsquoagave) et le coir (fibres de Coco)

ils ont eacuteteacute utiliseacutees sur les chantiers expeacuterimentaux dans certains pays en voie de

deacuteveloppement Le Sisal est tregraves reacutesistant mais putrescible par contre le coir est

imputrescible

B-Mineacuterale ce sont surtout les fibres drsquoamiante ce mateacuteriau connu depuis de nombreuses

anneacutees possegravedent beaucoup drsquoavantages

bull faible coucirct

bull forte reacutesistance

bull module eacuteleveacute

bull bonne tenue au feu et bonne compatibiliteacute avec ciment

Toute fois ces fibres ne conviennent pas pour les mortiers et les beacutetons agrave cause de leur

longueur trop faible et de la quantiteacute drsquoeau importante exigeacutee Elle ne sont donc utiliseacutees

qursquoavec de la pacircte pure

132fibres artificielles on distingue deux types les fibres mineacuterales et organiques

Parmi la premiegravere cateacutegorie on trouve les fibres meacutetalliques (acier fonte) les fibres en

carbone en ceacuteramique et en verre

Parmi les fibres organiques les plus courantes ce sont les polypropylegravenes et plus rarement les

polyamides et les polyesters

NB pour une ameacutelioration de la reacutesistance agrave la flexion drsquoune piegravece il faut

choisir des fibres ayant une reacutesistance eacuteleveacutee en traction un module important

et un allongement a la rupture suffisant (fibre drsquoacier verre)

Pour une ameacutelioration de la reacutesistance agrave lrsquoimpact on pourra choisir des fibres

ayant une reacutesistance plus faible (polypropylegravene)


14Formulation des BFM Lrsquooptimisation de la composition des BFM est un passage obligeacute dans lrsquoingeacutenierie de ce

mateacuteriau La formulation de ces mateacuteriaux ne peut pas et ne doit pas se reacutesumer agrave

lrsquointroduction directe drsquoun certain pourcentage de fibres dans un beacuteton ayant eacuteteacute

preacutealablement optimiseacute sans fibres En effet cette introduction perturbe lrsquoarrangement

granulaire de la matrice ce qui a pour double conseacutequence de diminuer la maniabiliteacute du

mateacuteriau et drsquoalteacuterer sa compaciteacute Il est eacutevident que cette perturbation est drsquoautant plus

importante que le pourcentage de fibres est eacuteleveacute et que pour des dosages

laquo homeacuteopathiques raquo tels que ceux eacutevoqueacutes dans la preacuteface crsquoest-agrave-dire comportant au moins

50 kgm3 de fibres il est impeacuteratif de reformuler la matrice[35]

141Objectifs drsquoune formulation [16]

Les performances requises pour un beacuteton impliquent

bull une consistance adapteacutee agrave sa destination geacuteneacuteralement deacutefinie par lrsquoaffaissement au

cocircne drsquoAbrams noteacute ici Afft

bull des qualiteacutes de reacutesistance agrave diffeacuterentes eacutecheacuteances le plus souvent agrave 28 jours on

notera fc28 cette reacutesistance

bull des qualiteacutes de durabiliteacute qui conduisent agrave imposer un dosage minimum en ciment Cmin

et un rapport EC maximum (EC) max

La formulation du beacuteton doit permettre de respecter les deux premiegraveres exigences au moindre

coucirct le plus souvent donc agrave partir drsquoun dosage en ciment C le plus faible possible tout en

veacuterifiant Cge Cmin

Cette partie preacutesente une meacutethode expeacuterimentale de formulation largement valideacutee et utiliseacutee

en France Il aborde eacutegalement une reacuteflexion sur lrsquoutilisation possible dans un future proche

drsquooutils plus laquo moderne raquo couplant modegraveles theacuteoriques et lrsquoinformatique afin de faciliter en

lrsquoalleacutegeant la tache du laquo formulateur raquo de BFM

142Description de la meacutethode

Il srsquoagit de la meacutethode Baron ndashLesage [35]qui a eacuteteacute deacuteveloppeacutee au Laboratoire central des

ponts et chausseacutees il y a une quinzaine drsquoanneacutee pour optimiser le squelette granulaire des

beacutetons non fibreacutes Cette meacutethode est fondeacutee sur trois hypothegraveses principales largement

veacuterifieacutees par lrsquoexpeacuterience


a) pour un rapport eau liant fixeacute au deacutepart le beacuteton le plus maniable est celui qui a

le squelette granulaire (G+S) le plus compact

b) les proportions optimales en granulats deacutependent peu de la nature et du volume

du liant

c) lrsquointroduction de fibres meacutetalliques ne modifie pas les deux premiegraveres

hypothegraveses

De maniegravere pratique la meacutethode se deacutecompose en trois eacutetapes

1) le cahier des charges drsquoun BFM permet geacuteneacuteralement de fixer

- le rapport eau liant

- le diamegravetre du plus gros granulat

- le pourcentage de fibres

- la maniabiliteacute souhaiteacutee

2) on fait varier le rapport massique SS+G(S sable G granulats) et on deacutetermine pour

chaque valeur de ce rapport la maniabiliteacute correspondante On trace alors la courbe

maniabiliteacute fonction du rapport SS+G et on deacutetermine le rapport optimal qui correspond agrave

la meilleure maniabiliteacute

3) Si la maniabiliteacute correspondant agrave lrsquooptimum du squelette mineacuteral est diffeacuterente de la

maniabiliteacute fixeacutee par le cahier des charges il suffit alors soit drsquoaugmenter ou de diminuer

le volume de liant soit drsquoajouter un super plastifiant+ srsquoil nrsquoy en avait pas initialement

ou drsquoen augmenter ou drsquoen diminuer la quantiteacute pour atteindre cette maniabiliteacute

souhaiteacutee

Remarques

1- la maniabiliteacute peut se deacuteterminer suivant diffeacuterentes meacutethodes expeacuterimentales Ainsi

il existe divers appareils qui permettent de deacuteterminer au travers de paramegravetres

diffeacuterents cette maniabiliteacute Lrsquoobjectif ici nrsquoest pas de reacutealiser une preacutesentation

exhaustive de ces appareils mais drsquoeacutevoquer les deux plus connus et les plus utiliseacutes en

France en lrsquooccurrence le cocircne drsquoAbrams et le maniabilimegravetre LCL

- le cocircne drsquoAbrams il peut ecirctre qualifieacute drsquoessai laquo statique raquo puisqursquoil met en

eacutevidence lrsquoaptitude du beacuteton agrave se mettre en place sous lrsquoeffet de la pesanteur La

maniabiliteacute y est caracteacuteriseacutee par un temps drsquoeacutecoulement

- Le maniabilimegravetre LCL Il est quant agrave lui un essai laquo dynamique raquo qui met en

eacutevidence lrsquoaptitude du beacuteton agrave se mettre en place sous vibration La maniabiliteacute est

alors caracteacuteriseacutee par un temps drsquoeacutecoulement


Dans le cas des BFM il est preacutefeacuterable drsquoutiliser le second appareil

2- il a eacuteteacute dit que la maniabiliteacute souhaiteacutee srsquoobtient soit en ajustant la quantiteacute de liant

soit en faisant varier la quantiteacute de superplastifiant

Lrsquoeacutetude de la composition du beacuteton de fibre est complexe Elle a eacuteteacute peu eacutetudieacutee dans un

ensemble jusqursquoagrave preacutesent Il ne suffit pas drsquoajouter un certain pourcentage de fibres agrave une

composition courante de beacuteton En effet les fibres modifient consideacuterablement lrsquoouvrabiliteacute

drsquoun beacuteton Ainsi la baisse drsquoouvrabiliteacute est drsquoautant plus importante

bull que le rapport ld ( longueurdiamegravetre des fibres)est grand

bull que le diamegravetre du plus gros granulats est grand

bull que le pourcentage de fibre est eacuteleveacute

(voir fig1 drsquoapregraves une eacutetude de RITCHIE et RAHMAR [27] et fig12 drsquoapregraves

JEEdgington [17] )

Fig12Effet de la teneur en fibres drsquoacier et de leur eacutelancement sur lrsquoouvrabiliteacute Ve-Be ( drsquoapregraves JEEdgington et al)

Fig11 Effet des fibres incorporeacutes dans un beacuteton sur son affaissement

bull Wrsquop pourcentage en poids de

fibre de polypropylegravene par rapport

au poids sec des constituants

bull Vdegf pourcentage en volume des

fibres (acier et polypropylegravene)

dans le beacuteton Vdegf = 20 Wrsquop095


Plusieurs auteurs dont Dehousse conseillent de limiter le rapport G(G+S) agrave 05 G

eacutetant le poids du gravillon (grains gt5mm)

Drsquoapregraves ce mecircme chercheur la granulomeacutetrie du beacuteton doit ecirctre eacutetroitement lieacutee agrave la

dimension des fibres et les granulats doivent ecirctre de dimension telle qursquoun encadrement par

des fibres soit possible (Fig13) Compte tenu de cela il faut limiter la grosseur des

granulats et les beacutetons armeacutes de fibres sont plutocirct des microbeacutetons surdoseacutes en grains au

dessus de 5 mm et des mortiers La fig14 illustre ce pheacutenomegravene (drsquoapregraves Swamy et

Mangat) [27]

Le comiteacute des grand barrages aux Etats-Unis (Uscold) [15] recommande certains fuseaux

granulomeacutetriques pour les mortiers 05 les beacuteton fins 09 ou les beacutetons moyens 019 Les

teneurs optimales en fibres qursquoil preacuteconise sont les suivantes (en volume)

- 15 agrave 2 pour les pacirctes de ciment

- 15 pour les mortiers 05

- 125 pour les beacutetons fins 095

- 1 pour les beacutetons moyens 019

Une eacutetude complegravete sur la formulation des beacutetons de fibres drsquoaciers a eacuteteacute faite par Serna

Ros [41] au LCPC Sa meacutethode lui permet de deacuteterminer un squelette mineacuteral optimal Sa

meacutethode est deacuteriveacutee de celle de Baron Lesage et elle utilise le module de finesse (Le

module de finesse est le centiegraveme de la somme des refus en pour cent et en poids sur les

tamis 0080- 016 - 0315 ndash 0630 ndash1250 ndash25 ndash5 ndash10 ndash20 ndashetchellip) Connaissant le module

de finesse de la composition et celui de chacun des composants il est possible de calculer

leurs proportions Serna Ros a ainsi eacutetudieacute les variations de lrsquoaffaissement au cocircne

drsquoAbrams en fonction du module de finesse (fig16) et a ensuite eacutetudieacute les modifications

provoqueacutees par la preacutesence des fibres Il a ainsi constateacute que pour obtenir la composition

fig14 teneur maximale en fibres en fonction de la teneur en gros granulats Fig13 Encadrement drsquoun granulat


optimale le module de finesse devait ecirctre drsquoautant plus faible que le pourcentage de fibres

eacutetait grand

Fig15 Affaissement au cocircne en fonction du module de finesse

En reportant sur une courbe le pourcentage de fibres en fonction des modules de finesse

correspondant agrave la maniabiliteacute maximale Serna Ros a observeacute que pour chaque type de

beacuteton ces points eacutetaient aligneacutes (fig16) agrave condition que le pourcentage des fibres reste

infeacuterieure agrave 15 De plus les droites sont concourantes en un point correspondent agrave un

module de finesse de 516 et agrave un dosage en fibre de 18 Ainsi connaissant la

granulomeacutetrie de deux granulats on peut deacuteterminer la composition optimale du beacuteton sans

fibres par la meacutethode Baron- Lesage en deacuteduire le module de finesse correspondant (mis) et

en joignant ce point ( sur lrsquoaxe des abscisses) au point 0 on obtient le module de finesse

pour les diffeacuterents dosages en fibres

Fig16abaques reliant la composition granulaire optimale du beacuteton au pourcentage en fibres


Lrsquoeacutetude de Serna Ros[41] porte aussi sur les limites de maniabiliteacute des beacutetons de

fibres En effet lorsque lrsquoon augmente le dosage en eau drsquoun beacuteton de fibres on arrive

rapidement agrave un affaissement au cocircne limite au ndash delagrave duquel correspondant au slump limite

semblaient se placer sur des courbes ( courbes drsquoisomaniabiliteacute sans seacutegreacutegation) (fig17)

Fig17- Abaque permettant drsquoeacutetablir une formulation de beacuteton de fibres

Ces reacutesultats se recoupent avec ceux obtenus par MOENS [15]Il est ainsi possible agrave

partir drsquoun module de finesse et drsquoun dosage en fibres de deacuteterminer la valeur limite

supeacuterieure de lrsquoaffaissement au cocircne du beacuteton correspondant

Les conclusions de lrsquoeacutetude de Serna Ros sont les suivantes

- pour des beacutetons ayant un faible module de finesse (beacuteton de petits granulats il est

possible drsquoajouter des fibres jusqursquoagrave 1 (en volume) sans preacutecaution particuliegraveres et

jusqulsquoagrave 2 et plus en controcirclant bien la fabrication effet avec plus de 1 de fibres une

faible variation de dosage en eau provoque la formation de pelote de fibres (oursin)

- pour des beacutetons ayant un module de finesse eacuteleveacute (beacuteton de gros granulats il faut

limiter la teneur en fibres agrave 05 ou 06 (en volume) Avec des dosages voisins de 05 ou

06 tout excegraves de fibres risque drsquoentraicircner la formulation drsquooursin

143 Modifications du squelette granulaire drsquoun BFM par rapport agrave un beacuteton sans

fibres [35]

Comme eacutevoqueacute preacuteceacutedemment agrave constituants identiques le squelette granulaire optimal

drsquoun BFM peut ecirctre tregraves diffeacuterent de celui du beacuteton non fibreacute


Lrsquoimportance des modifications observeacutees va deacutependre de paramegravetres divers parmi

lesquels on peut citer le type de fibre le pourcentage de fibres le rapport longueur de la

fibre diamegravetre du plus gros granulats

De maniegravere geacuteneacuterale on constate que pour une maniabiliteacute donneacutee la quantiteacute de liant

ainsi que le rapport S(S+G) optimal du point de vue rheacuteologique augmentent avec le

pourcentage de fibres et avec le rapport (Lf Φg) lorsque celui-ci varie approximativement

entre 1 et 3 Au contraire lorsque (Lf Φg) est infeacuterieur agrave 1 ou supeacuterieur agrave 3 seul intervient

de maniegravere significative le pourcentage de fibres

Dans la fig18 et 19 sont preacutesenteacutes des reacutesultats qui illustrent ce qui preacutecegravede


ciment neacutecessaire au BFM (drsquoapregraves Rossi 1991)


BFM (drsquoapregraves Rossi 1991)


On constate au regard de ces figures que lrsquoinfluence sur le squelette granulaire est plus

importante dans le cas des fibres Fibraflex qui sont des rubans de fonte amorphe de tregraves faible

eacutepaisseur que dans des fibres Dramix qui elles sont des fibres cylindriques en acier treacutefileacute

munies de crochets agrave leur extreacutemiteacute Ceci illustre ce qui est dit preacuteceacutedemment sur

lrsquoimportance de la geacuteomeacutetrie de la fibre

Cette diffeacuterence srsquoexplique tregraves bien quand on srsquoattache agrave comprendre lrsquoorigine physique de

la modification neacutecessaire du squelette granulaire drsquoun BFM

Lrsquointroduction de la fibre au sein du squelette granulaire va se traduire localement crsquoest-

agrave-dire autour de chaque fibre par un laquo desserrement raquo du squelette granulaire similaire agrave un

effet de paroi Ainsi un certain volume des plus gros granulats va ecirctre laquo remplaceacute raquo par un

certain volume de fibres ce qui conduit agrave un laquo enrichissement raquo en eacuteleacutements fins du squelette

granulaire Cette modification de lrsquoempilement granulaire est scheacutematiseacutee dans la fig 110 au

travers drsquoune illustration laquo peacutedagogique raquo qui consiste agrave analyser le problegraveme tridimensionnel

de cet empilement par une analogie bidimensionnelle


Consideacuterant ce qui preacutecegravede il est facile de comprendre qursquoune fibre ayant la forme drsquoun

ruban conduise du fait de sa plus grande surface speacutecifique agrave des effets de parois locaux

plus importants qursquoune fibre cylindrique et donc perturbe plus lrsquoempilement granulaire de la

matrice

144Deacuteveloppement drsquoune nouvelle approche plus theacuteorique pour lrsquooptimisation de la

composition des BFM [36]

La meacutethode de formulation preacutesente ci-dessus bien que tregraves efficace preacutesente le

deacutesavantage drsquoecirctre assez lourde dans sa mise en œuvre En effet normalement agrave chaque fois

que les constituants de la matrice le type et la geacuteomeacutetrie de la fibre changent il faut pour

Sable laquo 2D raquo disques disques

Gravillon laquo 2D raquo

ciment laquo 2D raquo Poudre plane

Fibre meacutetalliquelaquo 2D raquo

Compaciteacute optimale drsquoun beacuteton sans fibres

Lrsquoespace est pave de triangles eacutequilateacuteraux

Compaciteacute optimale drsquoun BFM

Fig110 Scheacutematisation drsquoun empilement bidimensionnel drsquoun BFM compareacute agrave celui drsquoun beacuteton non fibreacute


optimiser la formulation du BFM reconstruire la courbe maniabiliteacute fonction du rapport

S(S +G) ce qui neacutecessite en geacuteneacuteral de reacutealiser entre cinq et dix gacirccheacutees Crsquoest ce qursquoon

appelle une approche systeacutematique Compte tenu du fait qursquoactuellement le type et la

geacuteomeacutetrie des fibres couramment utiliseacutees sont encore en nombre assez restreint et qursquoune

certaine expeacuterience dans la formulation des BFM est deacutejagrave acquise il est vrai que trois ou

quatre gacirccheacutees sont geacuteneacuteralement suffisantes pour deacuteterminer lrsquooptimum granulaire du BFM

Mais il nrsquoen est pas de mecircme lorsque de nouveaux constituants de nouvelles fibres ou de

nouveaux pourcentages de fibres sont utiliseacutes Il est donc inteacuteressant de deacutevelopper une

approche theacuteorique (qui ne ferait alors intervenir aucune contribution expeacuterimentale ou du

moins limiteacutee agrave la seule calibration du modegravele) qui permettre dans une premiegravere eacutetape

drsquoapprocher lrsquooptimum de compaciteacute du BFM (approche de laquo deacutegrossissage raquo) puis dans une

seconde eacutetape drsquoaffiner la deacutetermination de cet optimum en reacutealisant au maximum trois

gacirccheacutees

Crsquoest cette meacutethodologie qui est deacuteveloppeacutee depuis des anneacutees au LCPC sous la

direction de F de Larrard Ainsi un modegravele theacuteorique drsquoempilement granulaire le modegravele de

suspension solide de Larrard a donneacute naissance au logiciel RENE qui permet de maniegravere tregraves

facile et en temps tregraves bref de reacutealiser la premiegravere eacutetape de la meacutethodologie eacutevoqueacutee ci-

dessus

Il est preacutevu drsquoeacutetendre cette approche aux BFM Pour ce faire il est neacutecessaire comme

pour les grains du squelette granulaire de deacuteterminer dans le cadre du modegravele lineacuteaire de

compaciteacute les fonctions drsquointeraction entre les fibres et les grains de diffeacuterents diamegravetres

Pour parvenir agrave cet objectif un important travail expeacuterimental reste encore agrave reacutealiser en

amont


15Mise en œuvre du beacuteton de fibres Problegravemes lieacutes agrave la mise en œuvre du beacuteton de fibres

Lrsquointroduction des fibres courtes distribueacutees uniformeacutement dans les mateacuteriaux agrave base de

ciment cause des problegravemes drsquoouvrabiliteacute on assiste a une diminution de la maniabiliteacute et puis

des fois agrave la formation de pelote de fibres ou oursin reacutesultant de lrsquoenchevecirctrement des fibres

151Composition du beacuteton de fibres [15]

Pour deacuteterminer la composition du beacuteton de fibres il faut rechercher la formulation la plus

maniable dont la mise en place neacutecessite le moins drsquoeacutenergie et qui sera la plus compacte

apregraves mise en place donc assurer un moulage et un serrage correct du mateacuteriau avant prise de

liant

On nrsquoajoute pas nrsquoimporte quelle fibre agrave un mortier ou un beacuteton classique il convient

drsquoeacutetudier au preacutealable une composition adapteacutee parce que la plus grande efficaciteacute des fibres

ne sera obtenue qursquoapregraves une optimisation de la composition pour deacuteterminer la composition

optimale du beacuteton renforceacute de fibres meacutetalliques le LPC de Paris agrave fait varier le rapport

sablegravier

Fig111 exemple de la compaciteacute optimale drsquoun BFM obtenus par la meacutethode de Baron-Lesage

152Appareils recommandeacutes pour lrsquoeacutetude de la mise en œuvre du beacuteton et mortier de

fibres

plusieurs eacutetudes ont montreacutees que les essais statiques (flow test essai de compactagehelliphellip)

sont inadapteacutes pour lrsquoeacutetude de la mise en œuvre du beacuteton en fibres et qursquoil faut recourir aux

essais dynamiques qui sont des essais faisant intervenir la vibration


Parmi ces essais on trouve lrsquoessai VB (fig112) lrsquoessai du cocircne inverse (fig113) et puis

le maniabilimegravetre LCPC (fig114)

Fig112 appareil VB Fig113 Maniabilimegravetre- Lesage

Fig114 cocircne inverseacute

153Fabrication de beacuteton de fibres

Avant de meacutelanger le beacuteton la longueur des fibres leur quantiteacute et la composition du

meacutelange sont choisies pour eacuteviter la formation de boules de fibres Dans les meacutelanges

renforceacutes le mortier occupe dhabitude environ 70 p 100 du volume contre 50 p 100 pour

les meacutelanges de beacuteton courants non renforceacutes de fibres

le malaxage du beacuteton de fibres est important En effet il faut veiller agrave obtenir une bonne

dispersion des fibres dans le meacutelange et eacuteviter la formation de boules de fibres Le Comiteacute


544 de lrsquoACI [3] recommande plusieurs meacutethodes suivant la nature des fibres utiliseacutees les

mateacuteriaux rechercheacutes

a Meacutelanger les fibres et les granulats avant lrsquointroduction dans le malaxeur (par exemple

ajouter les fibres sur le tapis roulant drsquoalimentation des granulats)

b Meacutelanger drsquoabord les gravillons et le sable ajouter les fibres puis le ciment et lrsquoeau Cette

meacutethode est recommandeacutee pour les fibres de polypropylegravene de faccedilon agrave les deacutefibrilliser

[Dardare] [10]

c Ajouter les fibres en fin de malaxage et adopter un temps de malaxage minimum pour

obtenir la reacutepartition homogegravene

Des adjuvants chimiques sont ajouteacutes au meacutelange de beacuteton renforceacute de fibres notamment

pour augmenter son ouvrabiliteacute En Ameacuterique du Nord les entraicircneurs dair et les reacuteducteurs

deau sont ordinairement additionneacutes aux meacutelanges qui contiennent une proportion de 50

ou plus de granulats tregraves fins

Les superplastifiants incorporeacutes agrave des beacutetons renforceacutes de fibres peuvent abaisser le

rapport eauciment et ameacuteliorer la reacutesistance la stabiliteacute volumeacutetrique et louvrabiliteacute des

meacutelanges frais

Pour les fibres meacutetalliques le Comiteacute 544 de lrsquoACI [15] conseille drsquoajouter les fibres sous

forme de pluie en les faisant passer agrave travers un tamis munis drsquoun vibrateur Pour eacuteviter ces

complications la Socieacuteteacute BEKAERT propose des fibres colleacutees ensembles par paquets agrave lrsquoaide

drsquoun produit qui se dissout dans lrsquoeau de gacircchage on peut ainsi ajouter les fibres au meacutelange

sans preacutecautions particuliegraveres

Le transport du beacuteton de fibres peut se faire en geacuteneacuteral avec des malaxeurs classiques en

prenant la preacutecaution de charger le camion agrave une capaciteacute infeacuterieure au maximum car il faut

plus drsquoeacutenergie pour malaxer un beacuteton de fibres que pour malaxer un beacuteton classique

Les panneaux en ciment renforceacute de fibres ne contiennent pas de granulats grossiers Ces

produits sont geacuteneacuteralement reacutealiseacutes en projetant simultaneacutement le mortier et les fibres

hacheacutees Un mortier ayant un rapport eauciment eacuteleveacute facilite la projection Il existe dautres

meacutethodes de fabrication dont le coulage moins universel que la projection et le moulage

sous pression ougrave le rapport eauciment moins eacuteleveacute permet dobtenir un produit plus reacutesistant


154les facteurs influenccedilant la mise en œuvre du beacuteton et mortier de fibres

Les facteurs qui influencent consideacuterablement les caracteacuteristiques des mortiers et beacutetons

de fibres frais sont la teneur en Agreacutegats (fig115) la geacuteomeacutetrie et le volume des fibres

(fig116) donc il faut savoir lrsquoinfluence de lrsquoajout des fibres sur la maniabiliteacute du mortier

[17]

Fig115effet du rapport de lrsquoaspect LD sur lrsquoouvrabiliteacute drsquoun mortier renforceacute de fibres

Fig116ouvrabiliteacute Ve-Be en fonction de la teneur en fibres pour diffeacuterentes matrices

Les meacutethodes actuelles de formulation de BFM permettent drsquoobtenir des BFM agrave la

maniabiliteacute souhaiteacutee mecircme lorsque le pourcentage de fibres incorporeacute est important

Elancement de fibres ld =100

Ciment en pacircte dur Mortier dmax = 5 mm

Beacuteton dmax = 10 mm



Et lorsqursquoon met en œuvre un BFM apregraves lrsquooptimisation de formulation il est important

de connaicirctre et de tenir compte de certaines speacutecificiteacutes de ce BFM lieacutees agrave la technologie de

mise en œuvre adapteacutee et du type de structure [35] ces speacutecificiteacutes peuvent se deacutecliner de la

maniegravere suivante

bull lrsquoorientation preacutefeacuterentielle des fibres

bull les effets de laquo voucirctes raquo ou drsquoeacutecran

bull les effets de laquo chemineacutee raquo

bull la seacutegreacutegation des fibres

bull lrsquoappauvrissement en fibres

bull la relation entre le rapport longueurdiamegravetre de la fibre et la maniabiliteacute du BFM

1541lrsquoorientation preacutefeacuterentielle des fibres

Cette orientation a plusieurs origines qui sont principalement

- la technique de mise en œuvre adopteacutee

- les effets lieacutes agrave lrsquoeacutecoulement du BFM

A La technique de mise en œuvre

Il existe diffeacuterentes techniques de mise en œuvre des beacutetons que lrsquoon peut rapidement

rappeler

- le beacuteton couleacute

- le beacuteton projeteacute

- le beacuteton placeacute agrave lrsquoaide drsquoune pelle agrave main ou drsquoune fourche dans des coffrages ou

moules de petites dimensions comme crsquoest souvent le cas dans un laboratoire

drsquoessais

a Le beacuteton couleacute

En ce qui concerne le beacuteton couleacute deux situations sont agrave consideacuterer soit le BFM doit

srsquoeacutecouler pour remplir le coffrage soit il nrsquoa pas ou tregraves peu agrave le faire Dans le premier cas

lrsquoeacutecoulement produit une orientation preacutefeacuterentielle des fibres qui est discuteacutee dans le

paragraphe suivant dans le second cas lrsquoorientation des fibres deacutepend de la technique de

coulage adopteacutee crsquoest-agrave-dire soit agrave lrsquoaide drsquoune pompe soit agrave lrsquoaide drsquoune benne (ou godet)

comportant ou pas un manchon (tuyau placeacute agrave la sortie de la benne)

bull BFM couleacute agrave lrsquoaide drsquoune pompe ou drsquoune benne munie drsquoun manchon

Les fibres se trouvent orienteacutees dans le tuyau de la pompe et dans le manchon

parallegravelement agrave la ou aux parois donc perpendiculairement agrave la surface du coffrage par


laquelle peacutenegravetre le BFM Cette orientation preacutefeacuterentielle est donc celle qursquoauront les fibres

agrave la fin de la mise en œuvre du BFM aucune vibration nrsquoeacutetant alors susceptible de

modifier lrsquoorientation des fibres

bull BFM couleacute agrave lrsquoaide drsquoune benne sans manchon

Les fibres subissent peu drsquoorientation preacutefeacuterentielle et lrsquoon observe une orientation

relativement isotrope des fibres au sein de la structure agrave la fin de la mise en œuvre du

BFM agrave lrsquoexception toutefois du voisinage des parois du moule ou une orientation

preacutefeacuterentielle des fibres est constateacutee Il srsquoagit de lrsquoeffet de paroi qui sera eacutevoqueacute plus loin

b Le beacuteton projeteacute

Lrsquoobjet nrsquoest pas ici de preacutesenter en deacutetail les diffeacuterents aspects relatifs aux techniques

de mise en œuvre des beacutetons par projection en lrsquooccurrence les projection par voie segraveche

mouilleacutee ou semi-mouilleacutee des livres de grandes qualiteacute traitant deacutejagrave de ce sujet ( comment

celui de CResse et MVenuat1981) mais analyser comment les fibres srsquoorientent dans un

BFM projeteacute

Quelle que soit la technique de projection les fibres sont toujours preacutefeacuterentiellement

orienteacutees parallegravelement aux parois de la lance de projection agrave la sortie de celle-ci En

revanche au contact de la paroi que le BFM doit renforcer les fibres srsquoorientent

preacutefeacuterentiellement parallegravelement agrave la surface de cette paroi Lrsquoimportance de cette orientation

preacutefeacuterentielle deacutepend du rapport longueur de la fibreeacutepaisseur de BFM projeteacute Ainsi plus ce

rapport est faible plus lrsquoorientation preacutefeacuterentielle est importante

c Les BFM mise en place agrave lrsquoaide drsquoune pelle drsquoune pelle agrave main ou drsquoune fourche

On srsquointeacuteresse ici aux BFM mis en œuvre en laboratoire pour confectionner des

eacuteprouvettes de petites dimensions

Du fait de la maniegravere dont le BFM est preacuteleveacute par lrsquooutil servant agrave remplir le moule de la

forme de celui-ci de la maniegravere dont lrsquooutil introduit le BFM dans le moule de la petitesse

de ce dernier qui exclue un eacutecoulement important du BFM les fibres sont orienteacutees

preacutefeacuterentiellement perpendiculairement agrave la surface du moule par ou le BFM est introduit

Cette orientation preacutefeacuterentielle augmente avec le rapport longueur de fibre sur volume de

BFM contenu dans lrsquooutil

B Les effets lieacutes agrave lrsquoeacutecoulement du BFM

Dans le cas ou le BFM peut srsquoeacutecouler agrave lrsquointeacuterieur du coffrage soit par graviteacute soit sous

lrsquoeffet drsquoune vibration les fibres ont tendance agrave srsquoorienter parallegravelement aux lignes de courant

de lrsquoeacutecoulement du fluide visqueux que constitue le beacuteton Cette tendance augmente lorsque

le rapport distance drsquoeacutecoulement longueur de la fibre augmente


Les effets de paroi connus des praticiens sont en fait une conseacutequence du pheacutenomegravene

preacuteceacutedent crsquoest ndashagrave-dire une conseacutequence de lrsquoorientation des fibres parallegravelement aux lignes

de courant au sein du BFM qui srsquoeacutecoule En effet lorsqursquoun BFM srsquoeacutecoule le long drsquoune

paroi les lignes de courant sont parallegraveles agrave la surface de la paroi donc les fibres srsquoorientent

eacutegalement parallegravelement agrave cette surface

1542 les effets de voucircte ou drsquoeacutecran

Ces effets de voucircte apparaissent lorsqursquoun obstacle srsquooppose au deacuteplacement des fibres

Dans ce cas-lagrave des fibres peuvent srsquoaccumuler et former un paquet qui en empecircchant le

deacuteplacement des autres fibres mais eacutegalement des gros granulats du BFM induit de la

seacutegreacutegation

On rencontre ce problegraveme lorsqursquoun BFM est couleacute dans une structure comportant des

armatures traditionnelles et que les espacements entre les armatures sont plus petits ou tregraves

peu supeacuterieurs agrave la longueur des fibres

Il peut intervenir eacutegalement lorsqursquoun BFM est couleacute entre deux parois drsquoun moule ou

drsquoun coffrage parois distantes drsquoune longueur voisine de ou infeacuterieure agrave celle des fibres

1543 Les effets de chemineacutee

Ce pheacutenomegravene apparaicirct lorsqursquoun BFM assez visqueux et contenant un pourcentage de

fibres important (supeacuterieur agrave 50kgm3) est vibreacute agrave lrsquoaide drsquoune aiguille vibrante

La peacuteneacutetration de lrsquoaiguille dans le BFM provoque un eacutecoulement local de celui-ci le long

de lrsquoaiguille et une orientation des fibres parallegravelement agrave la surface de celle ndashci (du fait des

lignes de courant creacuteeacutees par la vibration et le deacuteplacement de lrsquoaiguille) Dans le cas drsquoun

pourcentage eacuteleveacute de fibres leur enchevecirctrement va donc creacuteer autour de lrsquoaiguille une sorte

laquo drsquoenveloppe raquo rigide (par effet de voucircte) qui constitue lorsque lrsquoaiguille est sortie du BFM

un eacutecran empecircchant la matrice visqueuse de combler de maniegravere satisfaisante le trou ou

chemineacutee laisseacute par lrsquoaiguille En effet on observe alors agrave lrsquoemplacement initial de lrsquoaiguille

de la laitance ou agrave lrsquoextrecircme le trou non combleacute

Il est par conseacutequent important drsquoeacuteviter de vibrer agrave lrsquoaide drsquoune aiguille vibrante un BFM

visqueux contenant un pourcentage eacuteleveacute de fibres

1544 La seacutegreacutegation des fibres

Ce pheacutenomegravene apparaicirct lorsqursquoon utilise un BFM tregraves fluide pour reacutealiser un eacuteleacutement

structurel de hauteur importante tel une colonne ou une poutre de grande hauteur Il a la


mecircme origine que celle relative agrave la seacutegreacutegation des gros granulats drsquoun beacuteton crsquoest-agrave-dire la

pesanteur

1545 Lrsquoappauvrissement en fibres

Ce problegraveme intervient principalement dans le cas des beacutetons projeteacutes En effet lorsque la

fibre est projeteacutee agrave lrsquoaide drsquoune lance de projection elle acquiert une certaine eacutenergie

cineacutetique en arrivant sur la paroi que lrsquoon deacutesire renforcer Cette paroi eacutetant habituellement

peu deacuteformable les fibres vont avoir tendance agrave rebondir sur cette paroi Lrsquoimportance de ce

rebond va ecirctre dans le cas de technique de projection par voie segraveche beaucoup plus grande

que dans celui de technique de projection par voie mouilleacutee car dans ce dernier cas la fibre

eacutetant enrobeacutee drsquoune matrice visqueuse le choc de la fibre sur la paroi est en grande partie

amorti par des pheacutenomegravenes visqueux lieacutes agrave la matrice En ce qui concerne la voie segraveche

lrsquoimportance du rebond deacutepend de paramegravetres tels que le poids unitaire de la fibre son

eacutelasticiteacute la vitesse de projection la distance de la lance de projection par rapport agrave la paroi

lrsquoangle que fait la fibre en arrivant sur la paroi le rapport longueur de la fibre taille du plus

gros granulathellip

Lrsquoappauvrissement en fibres des BFM projeteacutes constitue donc un aspect tregraves important vis-

agrave-vis de lrsquoutilisation de ces mateacuteriaux

1546 Relation entre le rapport longueur diamegravetre de la fibre et la maniabiliteacute du

BFM [36]

Pour la majeure partie des applications industrielles actuelles ou potentielles la

maniabiliteacute des BFM est un paramegravetre primordial En effet un BFM deacuteveloppeacute en laboratoire

en utilisant des meacutethodes et techniques laquo artisanales raquo de mise en œuvre aussi performant

soit-il drsquoun point de vue meacutecanique ne sera jamais deacuteveloppeacute industriellement srsquoil ne se met

pas en œuvre correctement avec les techniques classiques de chantier ou drsquousine (cas de la

preacutefabrication)

NB Ainsi pour un dosage en fibres donneacute plus ce rapport est grand plus

la maniabiliteacute du BFM est mauvaise et plus le risque de formation de

pelotes de fibres au sein de la matrice est grand


On peut essayer drsquoexpliquer cette constation empirique de la maniegravere suivante

- Si on raisonne agrave longueur de fibre donneacutee et pour un mecircme dosage plus la fibre

aura un diamegravetre petit plus la surface speacutecifique de la fibre sera importante et plus

le nombres de fibres sera grand La surface speacutecifique plus grande conduit agrave des

frottements plus importants entre la fibre et la matrice alors que le plus grand

nombre de fibres conduit agrave une probabiliteacute plus eacuteleveacutee de contacts entre fibres Ces

deux facteurs expliquent parfaitement la perte de maniabiliteacute observeacutee lorsque le

rapport longueur diamegravetre de la fibre donneacute et pour un dosage donneacute plus le

diamegravetre de la fibre est petit plus la fibre doit ecirctre courte et inversement

- Si on raisonne agrave rapport longueur diamegravetre de fibre donneacute et pour un dosage

donneacute plus le diamegravetre de la fibre est petit plus la fibre doit ecirctre courte et

inversement

Dans ce cas si on se reacutefegravere au raisonnement preacuteceacutedent on aboutit agrave la conclusion que plus

la fibre est courte plus elle perturbe la matrice du point de vue rheacuteologique et donc moins

bonne est la maniabiliteacute ce qui constitue un reacutesultat inverse de reacutealiteacute expeacuterimentale car il est

connu que pour des rapports longueur diamegravetre voisins une fibre courte conduit agrave une

meilleure maniabiliteacute qursquoune fibre longue

En fait il intervient un autre facteur qui est le poids unitaire de la fibre En effet plus la

fibre est lourde plus elle aura tendance sous lrsquoeffet de la pesanteur (avec ou sans vibration)

agrave quitter la gaine de pacircte de ciment qui lrsquoenrobe pour venir en contact avec les granulats ce

qui accroicirct les frottements entre la fibre et les granulats eacutetant beaucoup plus importants que les

frottements de cette fibre avec le fluide visqueux que constitue la pacircte de ciment fraicircche

En conclusion on peut deacuteduire agrave la fois de lrsquoexpeacuterience et de la reacuteflexion que pour une

longueur donneacutee de fibre la maniabiliteacute drsquoun BFM diminue avec la diminution du

diamegravetre de cette fibre et que pour un rapport longueur diamegravetre donneacute (ou voisin) la

maniabiliteacute diminue lorsque la longueur de la fibre augmente

On peut preacutesenter cette conclusion sous une autre forme plus connue des speacutecialistes des

BFM agrave la maniabiliteacute fixeacutee on peut soit introduire un dosage important de fibres courtes

soit un dosage faible de fibres longues

21Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip31






216 reacutesistance agrave lrsquousurehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45

217 agent exteacuterieurshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45





22 applications de beacuteton de fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50








Proprieacuteteacutes meacutecaniques et

domaines drsquoapplication 2 chapitre

Chapitre 02 proprieacuteteacutes meacutecaniques et domaines drsquoapplication 31

21 Introduction Il est difficile de fabriquer des eacuteprouvettes sans avoir une orientation preacutefeacuterentielle des

fibres LrsquoACI et IRILEM recommandent donc de suivre certaines meacutethodes SABA quant agrave

lui a preacutefeacutereacute mesurer les caracteacuteristiques du beacuteton de fibres sur des carottes extraites de gros

blocs Cette meacutethode est neacuteanmoins tregraves oneacutereuse [15]

Lrsquoaspect important (HOUARI1993) [26] lors des eacutetudes sur le beacuteton renforceacute de fibres

est la repreacutesentativiteacute des essais eacutetant donneacute sa tregraves grande heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute principalement due

agrave lrsquoorientation preacutefeacuterentielle des fibres lieacute notamment agrave la gravitation et la vibration

211 compression

Les diffeacuterents chercheurs sont drsquoaccord pour dire que les fibres nrsquoapportent pas

drsquoameacutelioration appreacuteciable en compression Dans certains cas on a une leacutegegravere augmentation

dans drsquoautres une leacutegegravere diminution Cette diminution peut ecirctre causeacutee par une mauvaise

compaciteacute due agrave un excegraves de fibres ou agrave une mauvaise composition Par exemple DARDARE

[10] a trouveacute que lrsquoincorporation de fibres de polypropylegravene dans le beacuteton apporte une leacutegegravere

ameacutelioration lorsque le pourcentage de fibres est faible et une diminution pour de forts

pourcentages (fig21)

Fig21 Influence de la longueur et du pourcentage de fibres sur la reacutesistance agrave la compression du beacuteton renforceacute

Drsquoapregraves HOUARI (1993) [26] les reacutesistances agrave la compression de beacuteton de fibres

meacutetalliques sont infeacuterieure agrave celles de beacutetons sans fibres Et que la preacutesence des fibres dans

la matrice permet drsquoameacuteliorer la ductiliteacute des eacuteprouvettes Cet effet est ducirc aux fibres qui


continuent agrave coudre les fissures qui se produisent Ainsi la rupture fragile caracteacuteristique

du beacuteton traditionnel nrsquoest plus observeacutee en preacutesence des fibres

Fig22Courbes contrainte-deacuteformation en compression [Houari]

212 traction

Peu drsquoessais ont eacuteteacute reacutealiseacutes en traction directe car lrsquoessai est deacutelicat et coucircteux Drsquoapregraves la

bibliographie les augmentations de reacutesistance en traction dues aux fibres sont variables Elles

peuvent atteindre 30 pour les fibres reacutesistantes (par exemple fibres drsquoacier) voir MANGAT

[15] Elle sont plus faibles ou nulles lorsque les fibres ont une reacutesistance infeacuterieure comme

crsquoest le cas des fibres de polypropylegravenes

Johnson et Coleman [27] donnent une formule qui permet de calculer la contrainte en

traction du beacuteton de fibres σc en fonction de celle du beacuteton sans fibre σm

σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]

Vf eacutetant le pourcentage en volume des fibres

ld eacutetant lrsquoeacutelancement

En fait la traction deacutepend eacutegalement drsquoautres facteurs et en particulier du module de la

fibre et de celui du beacuteton En regravegle geacuteneacuterale on peut dire que les ameacuteliorations constateacutees

deacutependent essentiellement du dosage des fibres leur longueur de leur orientation par rapport

au sens des efforts de leur forme (droite agrave crochets emboutis aux extreacutemiteacutes)et comme nous

lrsquoavons dit ci-dessus de leur reacutesistance et de leur module

La figure 23 montre lrsquoinfluence de la longueur des fibres de verre et de leur pourcentage

en volume (drsquoapregraves Majumdar) [27] On remarque qursquoavec ce mateacuteriau les ameacuteliorations sont

tregraves importantes


Toutefois il faut signaler qursquoun accroissement du volume des fibres peut ecirctre la cause drsquoune

mauvaise compaciteacute du beacuteton et donc drsquoune diminution de ses caracteacuteristiques meacutecaniques


fibres Vf et pour diffeacuterentes longueurs de fibres (drsquoapregraves Majumdar )

Drsquoapregraves HOUARI (1993) [26] la preacutesence des fibres meacutetalliques ameacuteliore la reacutesistance

agrave la traction Cette ameacutelioration nrsquoest pas tregraves importante et lrsquoallure des courbes se rapproche

de celle des courbes contrainte-deacuteformation du beacuteton comprimeacute

Fig24Courbes contrainte-deacuteformation en traction [Houari]


213 flexion

Lrsquoaugmentation de la reacutesistance en flexion du beacuteton de fibre est beaucoup plus

importante elle peut atteindre 200 et plus Elle est due agrave la deacuteformabiliteacute du mateacuteriau Il y a

un deacuteplacement de lrsquoaxe neutre durant la flexion

Swamy [15] a rassembleacute les reacutesultats de divers expeacuterimentateurs et propose une formule de

reacutegression qui donne la reacutesistance agrave la flexion du beacuteton de fibre σc fonction de celle du beacuteton

sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec


ld eacutetant lrsquoeacutelancement des fibres (fig25)

Fig 25 Equation (A) confronteacutee avec les reacutesultats drsquoessais (drsquoapregraves RNSwamy)

Dehousse [13] indique une tendance geacuteneacuterale du beacuteton armeacute de fibres lisses (fig26)


Fig26 Augmentation de reacutesistance en flexion en fonction de lrsquoeacutelancement

Ces courbes sont en fait des moyennes drsquoun nuage de points tregraves disperseacutes car comme la

reacutesistance en traction la flexion varie avec la geacuteomeacutetrie de la fibre son orientation et son

adheacuterence agrave la matrice Avec des fibres agrave crochets le mecircme auteur fournit des reacutesultats

encore plus encourageants fig27 ces reacutesultats sont obtenus aussi bien pour des eacuteprouvettes

fleacutechies que pour essais de fendage sur eacuteprouvettes creuses


et du pourcentage de fibres


ρ =

l = longueur de la fibre

d = diamegravetre de la fibre

ρ = pourcentage en volume

Avec des fibres de verre Majumdar [27] a trouveacute des reacutesultats inteacuteressants ( fig27 ) du

mecircme ordre que ceux de la figb en flexion


volume) et pour diffeacuterentes longueurs de fibres

Avec les fibres de polypropylegravene Dardare [10] a obtenu des augmentations de reacutesistance

en flexion beaucoup plus faible est mecircme des diminutions lorsque le pourcentage deacutepassait 1

(fig2 8) Il explique ces diminutions par des mauvaises homogeacuteneacuteiteacutes du beacuteton dues agrave

des valeurs EC trop eacuteleveacutees Ainsi le pourcentage de 1 en volume doit ecirctre un maximum agrave

ne pas deacutepasser

reacutesistance en flexion de lrsquoeacuteprouvette non renforceacutee

reacutesistance en flexion de lrsquoeacuteprouvette renforceacutee



renforceacute

Avec les fibres meacutetalliques (1 en volume ) HOUARI (1993) [26] trouve que la

preacutesence des fibres augmente fortement la reacutesistance agrave la flexion cette augmentation est de

lrsquoordre de 26 agrave 189 suivant le type de beacuteton testeacute

Les flegraveches correspondant aux charges maximales sont encore plus fortement

augmenteacutees puisqursquoelles peuvent atteindre 7 fois celles des beacutetons sans fibres HOUARI

conclut dans des travaux que les fibres modifient le meacutecanisme drsquoendommagement sous

sollicitation statique la premiegravere fissuration est retardeacutee de plus les fibres jouent un rocircle de

couture sur les fissures ce qui augmente la charge maximale de ruine et lorsque la longueur

des fibres augmente les valeurs des forces relatives agrave la charge ultime sont plus eacuteleveacutees ceci

est lieacute agrave la longueur des fibres (ancrages ameacutelioreacutes) mais aussi aux orientations plus

Favorables des fibres longues



chargement de 70 Ff [Houari1993]

Les fibres peuvent ameacuteliorer la teacutenaciteacute la reacutesistance en flexion ou les deux et sont

choisies en fonction de leur disponibiliteacute de leur coucirct et de leurs proprieacuteteacutes Par exemple les

fibres de polypropylegravene augmentent nettement la teacutenaciteacute du beacuteton mais ont peu deffet sur sa

reacutesistance en traction Par contre les meacutelanges de fibres de polypropylegravene et de verre donnent

un beacuteton de grande reacutesistance en flexion et tregraves tenace (voir les tableaux 21 et 22) [44]


Tableau 21 Teacutenaciteacute des mateacuteriaux agrave base de ciment renforceacutes de fibres par rapport agrave des

mateacuteriaux non renforceacutes[44]

Mateacuteriau composite Volume de fibres en pourcentage () Teacutenaciteacute pr aux produits non

renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20

polypropylegravene 05 15-20



nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30

particules de mica 20-30 30-35

Ces valeurs sont des valeurs types seulement et peuvent varier selon la meacutethode dessai le

proceacutedeacute ou le meacutelange


Tableau 22 Reacutesistance en flexion de mateacuteriaux agrave base de ciment renforceacutes de fibres par

rapport agrave des mateacuteriaux non renforceacutes[44]

Mateacuteriau composite Volume de fibres (en

)

Reacutesistance en flexion pr aux produits non

renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20


polypropylegravene 1-2 10


proceacutedeacute et le meacutelange


214 courbe effort-deacuteformation

Les figures ( fig210 fig211 et fig212 ) donnent trois exemples de courbes effort

deacuteformation en compression traction et flexion [41] On constate que le deacutebut des courbes est

peu influenceacute par les fibres (zone eacutelastique) En suite il y a une tregraves faible augmentation pour

la compression une leacutegegravere pour la traction et une importante pour la flexion Sur les parties

descendantes par contre les diffeacuterences sont nettes les courbes deacutecroissant plus lentement

avec les fibres Les deacuteformations agrave la rupture sont augmenteacutees et la fragiliteacute diminueacutee

Fig211Courbes effort- deacuteformation en traction

Fig210 Courbe effort- deacuteformation en compression


Swamy [27] a eacutegalement eacutetudie les diagrammes charges-flegraveche et contrainte-flegraveche en

flexion centreacutee Les courbes sont reporteacutees sur les figures (fig213 fig214)Dans

lrsquoexpeacuterience montreacutee sur la premiegravere figure les fibres sont meacutetalliques sur la deuxiegraveme les

fibres sont en verre

Fig213Flegraveche en fonction de la charge pour les beacutetons armeacute de fibres

drsquoacier de diffeacuterentes compositions releveacutees sur eacuteprouvettes

10cm x10cm x500cm chargeacutees au tiers de la longueur ( Vf =0 agrave 3)

(drsquoapregraves RNSwamy)

Fig212Courbe charge ndashflegraveche (flexion)


HOUARI [26] a eacutegalement meneacute une compagne drsquoessais de flexion avec comme

objectif drsquoeacutetude de lrsquoinfluence de la longueur et de la nature des fibres sur la reacutesistance et le

comportement en flexion Les courbes effort-deacuteplacement obtenues lors des essais de flexion

quatre points font apparaicirctre

- des reacutesistances agrave la flexion notablement ameacutelioreacutees

- une eacutenergie agrave la rupture 20 fois supeacuterieure agrave celle du beacuteton sans fibres

- un comportement diffeacuterent agrave la fissuration entraicircnant un retard notable agrave la

fissuration franche

Fig215Courbes charge-flegraveche en flexion [Houari]

Fig214Flegraveche en fonction de la contrainte de flexion pour un ciment armeacute de fibres de verre ( drsquoapregraves RN Swamy)


215 Reacutesistance au choc

Elle peut ecirctre deacutetermineacutee de diffeacuterentes faccedilons avec des appareils de type CHARPY[27]

suivant la meacutethode ASTM D1557recommandeacutee par le comiteacute ACI 544 ou suivant la meacutethode

CEBTP [15] Drsquoune faccedilon geacuteneacuterale les ameacuteliorations apporteacutees par les fibres sont nettes

Avec la meacutethode ASTM le nombre de coups pour atteindre la premiegravere fissure est multiplieacute

par 2 ou 3 et celui pour atteindre la rupture multiplieacute jusqursquoagrave10 [15] avec les appareils du

type CHERPY les ameacuteliorations peuvent atteindre 1000 [41] par contre au CEBTP les

essais de KAVYRCHINE et ASTRUC [27] ont montreacute que lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour deacuteduire

une poutre par rupture en flexion apregraves lrsquoimpact est infeacuterieure dans le cas du beacuteton de fibres

mais la reacutesistance agrave la destruction locale est meilleure avec les fibres

Drsquoapregraves HOUARI [26] sous lrsquoaction de sollicitation dynamiques les structures en

beacuteton de fibres preacutesentent souvent un tregraves bon comportement en augmentant les charges de

rupture en modifiant parfois les scheacutemas de fissuration Certains auteurs (Johston

Kavyrchine Reinhardt Zayat Tatro Ramakrahnan Razani) vont jusqursquoagrave comparer le

renforcement par des fibres au renforcement par armatures traditionnelles

Fig216Courbes contrainte-charge dynamique[Houari]


216Reacutesistance agrave lrsquousure

Johnson [28] signale que la reacutesistance agrave lrsquoabrasion nrsquoest pas sensiblement augmenteacutee

Drsquoautre auteurs affirment qursquoapregraves eacutelimination de la laitance superficielle et mise agrave jour des

fibres la reacutesistance est ameacutelioreacutee drsquoenviron 15

217Agents exteacuterieurs

La reacutesistance du beacuteton renforceacute de fibres aux attaques du milieu ambiant par exemple agrave

laction du gel deacutepend de la qualiteacute de la matrice et ne devrait pas ecirctre tregraves diffeacuterente de celle

dun beacuteton ordinaire Les fibres peuvent cependant reacuteduire les dommages dus au gel car elles

empecircchent la fissuration Pour obtenir une bonne reacutesistance au gel et agrave la corrosion par le sel

il faut aussi sassurer quil y a suffisamment dair entraicircneacute dans le meacutelange

Johnson [28] rapporte que les fibres ne remplacent pas lrsquoair entraicircneacute et que le beacuteton de

fibres avec air occlu reacutesiste aussi bien au gel qursquoun beacuteton sans fibre avec air occlu reacutesistait 2

agrave3 fois plus que le mecircme beacuteton sans fibres

Les attaques par les acides et les sulfates et les reacuteactions granulats-alcalis ne sont

geacuteneacuteralement pas aggraveacutees par la preacutesence de fibres agrave moins quil y ait une reacuteaction

chimique entre les fibres et le beacuteton

Drsquoapregraves HOUARI [26] des essais agrave long-terme sur la durabiliteacute des beacutetons renforceacutes avec

des fibres meacutetalliques au laboratoire de Batelle 1978 montrent une corrosion minimale sur

les fibres qui au contraire nrsquoaffecte pas la reacutesistance agrave la flexion apregraves 7 ans drsquoexposition des

conclusions similaires sont preacutesenteacutees par Mangat 1987

218 Retrait

Il ne semble pas que les fibres modifient le retrait du beacuteton par contre elles srsquoopposent agrave

la fissuration provoqueacutee par ce pheacutenomegravene Au LCPC Paillere et Serrand [15] ont fait des

essais de fissuration sur un banc lineacuteaire qui consistent agrave maintenir constante la longueur

drsquoune eacuteprouvette de beacuteton en lui imposant en permanence les efforts approprieacutes pour empecircche

toute deacuteformation la figure 217 donne les reacutesultats avec un beacuteton leacuteger il y a une

ameacutelioration importante par les fibres le beacuteton leacuteger avec fibres ne fissure qursquoapregraves 168

heures au lieu de 38 heures pour le teacutemoin Le retrait du beacuteton qui est provoqueacute par la perte

de leau pendant le seacutechage est en partie empecirccheacute par les fibres


Le retrait du beacuteton peut ecirctre diminueacute de 35 p 100 ou moins si lon ajoute 15 p 100 de

fibres par volume

Fig217 Evaluation des contraintes retrait en fonction de lrsquoage du beacuteton

Les reacutesultats obtenus par HOUARI 1993[26] confirment ceux deacutejagrave obtenus par des eacutetudes

anteacuterieures sur lrsquoinfluence des fibres drsquoacier sur le retrait ( Edington 1978 El Hachem

1990hellip) agrave savoir que les deacuteformations e retrait sont geacuteneacuteralement plus petites pour les beacutetons

de fibres compareacutees agrave celles du beacuteton normal Cette reacuteduction est affecteacutee par plusieurs

paramegravetres tels que

- la dureacutee de seacutechage

- la forme et la quantiteacute de fibres

Fig218Retrait libre agrave partir de 24 heures sur diffeacuterents mortiers [Houari]


219 Fluage

Il y a tregraves peu drsquoinformation sur le fluage du beacuteton de fibres Au LCPC [41] des essais ont

montreacute un comportement tout agrave fait semblable agrave ceux drsquoun beacuteton sans fibre Johnston [29]

rapporte les reacutesultats drsquoune eacutetude de fluage en flexion qui montre une diminution des flegraveches

En geacuteneacuteral les fibres reacuteduisent le fluage cest-agrave-dire la deacuteformation du beacuteton avec le

temps sous une contrainte constante Par exemple le fluage en traction dun beacuteton renforceacute de

fibres dacier peut repreacutesenter seulement 50 agrave 60 de celui dun beacuteton ordinaire et le fluage

en compression 10 agrave 20

HOUARI [26] regroupe un ensemble de reacutesultats expeacuterimentaux sur le fluage du

composite et de la matrice sous sollicitation de traction et de flexion La reacuteponse agrave plusieurs

taux de chargement a eacuteteacute eacutetudieacutee HOUARI confirme que le fluage du beacuteton de fibres en

traction reste du mecircme ordre de grandeur que le fluage du beacuteton teacutemoin sous un mecircme niveau

de chargement La preacutesence des fibres influe peu sur la deacuteformation agrave long terme sous

sollicitation uniaxiale

Lrsquoeacutetude du fluage en flexion toujours drsquoapregraves HOUARI drsquoune poutre en beacuteton de

fibres permet de ressortir les conclusions suivants

- le type de fibres est un paramegravetre important

- lrsquoeacutelancement des fibres a un rocircle secondaire

- les beacutetons de fibres ont une flegraveche de fluage eacutegale et souvent infeacuterieure agrave celle de la

matrice pour un mecircme taux de chargement


sous une contrainte de 12 Mpa [Houari]


2110 Reacutesistance agrave la fatigue

Le Comiteacute ACI 544 [3] rapporte qursquoil y a une augmentation significative de la reacutesistance agrave

la fatigue avec le beacuteton de fibres Les essais effectueacutes par Dehousse vont eacutegalement dans le

mecircme sens

HOUARI [24] rapporte dans des travaux meneacutes agrave travers une eacutetude sur lrsquoinfluence des

fibres meacutetalliques sur la teneur en fatigue il note drsquoabord que la preacutesence des fibres ameacuteliore

la teneur agrave la fatigue de la matrice ainsi que la fatigue modifie le seuil de fissuration obtenu

en statique De plus la preacutesence des fibres permet drsquoaccroicirctre la teneur sous chargement

cyclique en prolongeant la vie de lrsquoeacuteprouvette apregraves fissuration et que le meilleur eacutelancement

des fibres ne donne pas automatiquement le meilleur reacutesultat

2111 conductiviteacute eacutelectrique du beacuteton de fibres meacutetalliques

Paillere et Serrano [15] ont eacutetudieacute la conductiviteacute eacutelectrique du beacuteton avec des pourcentages

de fibres drsquoacier variant entre 0et 15 en volume Ils ont montreacute qursquoil eacutetait possible

drsquoutiliser cette proprieacuteteacute pour acceacuteleacuterer le durcissement du beacuteton par effet Joule et eacutegalement

pour chauffer le beacuteton durci (deacuteverglaccedilage des chausseacutees drsquoouvrages drsquoart des pistes

drsquoaeacuterodromes chauffage de bacirctiments )


Caracteacuteristiques meacutecaniques et physiques des

fibres [3]

caracteacuteristique meacutecaniques et physiques des fibres

Fibres Diamegravetre

en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200

Pour que les fibres se meacutelangent bien dans le beacuteton il faut limiter lrsquoeacutelancement (ld) des

fibres et leur teneur en volume Vf la limite de faisabiliteacute est approximativement

Vf x ldlt3


22 Applications du beacuteton armeacute de fibres 221 Introduction

Les proprieacuteteacutes meacutecaniques du beacuteton armeacute de fibres deacutependent de nombreux paramegravetres

qui sont les suivants

bull des conditions de mise en œuvre espacement orientation distribution des fibres dans

le beacuteton

bull des paramegravetres lieacutes aux fibres geacuteomeacutetrie et nature caracteacuteristiques meacutecaniques

facteur de forme ld pourcentage Vf

Les proprieacuteteacutes meacutecaniques du BAF preacutesentent par rapport au BA traditionnel des

ameacuteliorations suivantes

1- plus grande ductiliteacute

2- meilleure reacutesistance agrave la traction et au cisaillement

3- meilleure reacutesistance agrave lrsquoabrasion

4- meilleure reacutesistance aux impacts aux chocs agrave la fatigue

5- limitation de lrsquoouverture des fissures

6- quant agrave la reacutesistance agrave la compression et agrave la flexion lrsquoameacutelioration est peu

sensible

7- aucune ameacutelioration sur le comportement au gel et au deacutegel

222 diverses applications constructives [15]

Dans ce qui suit lrsquoutilisation du BAF est examineacutee sous deux aspects

- application aux eacuteleacutements constructifs essais de deacutetermination des caracteacuteristiques

meacutecaniques de fissuration reacutesistance agrave la compression au cisaillement agrave la flexion

agrave la torsion au cisaillement agrave la flexion agrave la torsion au choc agrave lrsquousure et reacutesistance

agrave la fatigue

- application aux eacuteleacutements structuraux plaque de couverture sols industriels

revecirctement faccedilade pistes drsquoaeacuterodromes etchellip

Domaines drsquoapplications

Lrsquoutilisation du BAF permet drsquoexploiter la plus grande reacutesistance agrave la traction et agrave la

fatigue du mateacuteriau Une distribution uniforme et une orientation adeacutequate des fibres dans la

matrice beacuteton lui confegraverent des proprieacuteteacutes isotopiques qui ne peuvent ecirctre obtenues en aucun

cas pour le BA traditionnel


Les nombreuses innovations de la technologie des beacutetons renforceacutes de fibres ont permis

deacutetendre consideacuterablement la gamme des applications (tableau 23)

Tableau 23 Application de divers renforcements de fibres dans les produits agrave base de

ciment[45]

Type de fibre Application

Verre Panneaux preacutefabriqueacutes murs rideaux tuyaux deacutegout toiture en voile mince

de beacuteton enduit pour blocs de beacuteton

Acier Eacuteleacutements de toiture en beacuteton cellulaire revecirctements de chausseacutee tabliers de

pont produits reacutefractaires tuyaux en beacuteton pistes datterrissage reacuteservoirs

sous pression structures reacutesistantes aux explosions revecirctements de tunnel

coques de bateaux

Polypropylegravene

nylon Pieux de fondation pieux preacutecontraints panneaux de revecirctement eacuteleacutements

flottants de deacutebarcadegraveres et amarres pour les marinas mateacuteriaux de reacuteparation

des routes couches de lest pour les tuyaux sous-marins

Amiante Voiles tuyaux panneaux mateacuteriaux disolation thermique et de protection

contre le feu tuyaux deacutegout plaques de toiture plates et onduleacutees

revecirctements de mur

Carbone Eacuteleacutements onduleacutes pour la construction des planchers structures de membrane

simple ou double courbure coques de bateaux planches deacutechafaudage

Particules de

mica Remplacent partiellement lamiante dans les panneaux agrave base de ciment les

tuyaux en beacuteton mateacuteriaux de reacuteparation

La combinaison de plusieurs types de fibres peut ecirctre utiliseacutee pour des besoins

particuliers


2221 Exemples de reacutealisations en beacuteton de fibres drsquoacier

Il nrsquoexiste apparemment pas de difficulteacutes majeures dans la mise en œuvre de beacutetons

armeacutes de fibres drsquoacier obtenus par malaxage Ils peuvent ecirctre vibreacutes dameacutes centrifugeacutes

(Burnett et al) projeteacutes (Tunnels et Tunneling ) fileacutes et mecircme pompeacutes (RAKaden) Il est

eacutevident que les proprieacuteteacutes du produit obtenu deacutependront essentiellement de la compaciteacute du

produit en place [15]

Des applications pratiques du beacuteton armeacute de fibres drsquoacier ont eacuteteacute faites surtout en tant

que couche drsquousure pour la reacutepartition des revecirctements routiers pistes drsquoaeacuterodrome tabliers

de ponts Sa reacutesistance aux chocs et sa deacuteformabiliteacute lrsquoy preacutedestinent

bull Chausseacutees de route et pistes drsquoaeacuterodrome [27]

Gracircce agrave une plus grande reacutesistance agrave la fissuration et agrave la fatigue du beacuteton de fibres

lrsquoeacutepaisseur drsquoune chausseacutee en BAF peut ecirctre la moitieacute environ de celle drsquoune chausseacutee en

beacuteton traditionnel dans les mecircmes conditions normales de charge

Quelques exemples construction de 52700 m2 de chausseacutees de parking de lrsquoaeacuteroport de

Las Vegas (Nevada) en BAF avec 2 de fibres en acier eacutepaisseur des chausseacutees 15 cm

(alors qursquoelle devrait ecirctre eacutegale agrave 375 cm pour le BA traditionnel ) trafics des DC 8 DC10 et

Boeing 747

33400 m2 de dalle flottante sur piste existante de la station aeacuteronavale de Fallon(Nevada)

2 de fibres acier eacutepaisseur 127 cm

Pistes de lrsquoaeacuteroport international Tampa USA 15 de fibres eacutepaisseur des pistes 10

cm et 15 cm trafic des Boeing 727

Les premiegraveres applications du BAF agrave la construction des chausseacutees de routes et de pistes

drsquoaeacuterodrome aux Etats-Unis datent de 1971

Les fibres proches de la surface pour lesquelles la corrosion serait agrave craindre se sont

aveacutereacutees orienteacutees parallegravelement agrave la surface et vite deacutetacheacutees par lrsquousure et lrsquoeacuterosion

Pour ce genre drsquoapplication le beacuteton armeacute de fibres drsquoacier srsquoavegravere ecirctre un mateacuteriau bien

agrave sa place Son utilisation augmentera certainement en France vu les essais promoteurs du

laboratoire des Ponts et Chausseacutees

Sa reacutesistance aux chocs rend le beacuteton armeacute de fibres inteacuteressant pour la fabrication des

pieux de tel pieux preacutefabriqueacutes en segments courts et armeacutes de fibres de polypropylegravene ont

eacuteteacute mis en œuvre avec succegraves en Angleterre

Lrsquoaugmentation des prix des produits noirs qui sont habituellement employeacutes pour la

reacuteparation des revecirctements beacuteton pegravese en faveur du beacuteton armeacute de fibres Pour la sollicitation


complexe drsquoun revecirctement routier le beacuteton armeacute de fibres srsquoest aveacutereacute meilleur que nrsquoaurait

laisseacute supposer sa reacutesistance agrave la reacutesistance agrave la flexion seule (CD Johnston) une

application relativement importante dans ce domaine faite aux USA (2426 m3 ) en 1974

srsquoest aveacutereacutee comme eacuteconomiquement compeacutetitive ( GR Williamson) [27]

A Le domaine du bacirctiment [38]

bull Les dallages industriels

Avant cette utilisation des BFM il existait deux familles de dallages industriels les

dallages non armeacutes et les dallages en beacuteton armeacute

Les diffeacuterences principales qui reacutesident entre ces deux familles sont drsquoune part lrsquoeacutepaisseur du

dallage qui est moindre quand le dallage est armeacute et drsquoautre part lrsquoespacement des joints

entre les dalles constitutive du dallage qui sont plus nombreux et donc moins espaceacutes quand

le dallage est non armeacute

Lrsquoarriveacutee des BFM sur le marcheacute des dallages industriels est la conseacutequence de certaines

difficulteacutes rencontreacutees par la solution beacuteton armeacute En effet pour que les armatures jouent le

rocircle qui leur a eacuteteacute deacutevolu crsquoest-agrave-dire la maicirctrise de la fissuration geacuteneacutereacutee par les

chargements meacutecaniques et par le retrait empecirccheacute il est indispensable que celles-ci soient

correctement disposeacutees dans lrsquoeacutepaisseur du dallage Or ce nrsquoest rarement le cas ceci pour trois

raisons principales

bull la concurrence eacutetant acharneacutee les prix sont ltlt tireacutesgtgt vertigineusement vers le bas

par conseacutequent placer correctement les armatures neacutecessite de prendre le temps de le

faire et donc accroicirct le coucirct de fabrication drsquoun dallage

bull les dallagistes sont geacuteneacuteralement de toutes petites entreprises (elles sont nombreuses

ce qui explique le fort environnement concurrentiel) agrave faible niveau de techniciteacute ce

qui se traduit par une main- drsquoœuvre pas toujours bien formeacutee et consciencieuse

bull la technique actuelle de fabrication des dallages industriels oblige les ouvriers agrave

marcher sur les armatures lors du coulage ce qui constitue une gegravene ( donc est

peacutenalisant en terme de temps) et contribue agrave leur deacuteplacement si par miracle elles

eacutetaient initialement correctement positionneacutees

Lrsquoargument mis en avant part les tenants des BFM est donc que drsquoune part il est plus

facile techniquement de fabriquer un dallage en BFM qursquoun dallage en beacuteton armeacute et que

drsquoautre part dans le cas des fibres on est sur drsquoen avoir dans toute lrsquoeacutepaisseur du dallage ce

qui est mieux que le treillis soudeacute poseacute habituellement sur le sol donc inutile


De plus le dallage industriel en BFM paraicirct plus inteacuteressant que le dallage non armeacute car

lrsquoajout de fibres permet de diminuer lrsquoeacutepaisseur et le nombre de joints du dallage Ce dernier

point est de la plus grande importance quand on sait que la plus part des sinistres survenant

dans les dallages industriels sont lieacutes agrave lrsquoexistence de ces joints

bull beacutetons projeteacutes fibreacutes de reacuteparation

La corrosion des armatures de beacuteton armeacute est agrave lrsquoorigine des pathologies les plus

freacutequentes pour les structures en beacuteton armeacute En effet cette corrosion en plus de reacuteduire la

capaciteacute de renforcement des armatures peu conduire agrave lrsquoeacuteclatement du beacuteton drsquoenrobage On

assiste alors agrave une acceacuteleacuteration de la corrosion des armatures qui ne sont plus proteacutegeacutees ce qui

peut conduire agrave une diminution rapide de la capaciteacute portante de la structure Il faut donc

reacuteparer

La technique la plus utiliseacutee et la plus performante pour reconstituer le beacuteton drsquoenrobage

consiste agrave utiliser du beacuteton projeteacute (la projection par voie segraveche est le plus souvent utiliseacutee)

Un des problegravemes qui se pose alors est le problegraveme du retrait empecirccheacute du beacuteton projeteacute par

le laquo vieux beacuteton raquo de la structure Ce retrait empecirccheacute peut dans certains cas geacuteneacuterer des

contraintes de traction importantes dans la couche de reacuteparation (beacuteton projeteacute) et la fissurer

de maniegravere conseacutequente La reacuteparation ne remplit plus alors son rocircle de protection des

armatures vis-agrave-vis de la corrosion

Lrsquoutilisation de BFM projeteacute est alors une solution inteacuteressante car les fibres peuvent

maicirctriser cette fissuration de retrait empecirccheacute de telle maniegravere que les fissures restent

suffisamment fines pour ne pas constituer un facteur de corrosion des armatures nouvelles ou

drsquoaggravation de la corrosion des armatures deacutejagrave corrodeacutees

bull Les dallages industriels sans joints

Pour reacutealiser un dallage industriel en BFM sans joint dans le lequel on est sur de ne pas

avoir de fissures dont lrsquoouverture excegravede 300 μm il est indispensable que le comportement

post fissuration en traction de ce BFM soit durcissant ou tout du moins parfaitement

plastique et ceci durant toute lrsquoeacutetape de durcissement de la matrice

On peut y parvenir aiseacutement avec des beacutetons et des fibres meacutetalliques classiques il faut

pour cela choisir les dimensions de la fibre (longueur et diamegravetre) et le pourcentage

incorporeacute en fonction de la compaciteacute (et donc de la reacutesistance en compression) de la matrice

Ainsi comme exemple un BFM ayant une reacutesistance caracteacuteristique en compression de

20 Mpa contenant 100 kgm3 de fibres meacutetalliques treacutefileacutees (munies de crochets agrave ses


extreacutemiteacutes) de 60 mm de longueur et 08 mm de diamegravetre a un comportement en traction

directe nous laisse supposer qursquoun dosage de 80 kgm3 de fibres dans une matrice de mecircme

compaciteacute pourrait conduire agrave un BFM ayant un comportement postfissuration en traction au

minimum parfaitement plastique

Il est clair que lrsquoanalyse technico-eacuteconomique drsquoun dallage industriel sans joint reste agrave

faire et qursquoelle nrsquoest pas aiseacutee Nous pensons de mecircme que ce nouveau deacuteveloppement verra

le jour si lrsquoon commence par des dallages industriels quelque peu laquo exceptionnels raquo en terme

de superficie et drsquoutilisation pour lesquels il y a une volonteacute politique forte des maicirctres

drsquoouvrage

bull Les pieu foreacutes agrave la tariegravere creuse en zone sismique

Il srsquoagit dans le cas preacutesent drsquoune extension du domaine drsquoutilisation actuelle des

pieux en BFM En effet ces pieux sont autoriseacutes uniquement dans des zones non sismiques

Or au regard de lrsquointeacuterecirct technico-eacuteconomique de cette application des BFM certaines

personnes souhaitent lrsquoeacutetendre agrave des sites sismiquement plus exposeacutes

Les regravegles de dimensionnement imposant que la qualiteacute drsquoarmatures dans les pieux en

beacuteton armeacute soit plus importante en zone non sismique les laquo promoteurs raquo des pieux en BFM

deacutesirent augmenter le pourcentage de fibres incorporeacutees tel que le coucirct reste eacutequivalent agrave la

solution beacuteton armeacute Des dosages de lrsquoordre de 50 kgm3 sont ainsi proposeacutes Il reste

maintenant agrave reacutealiser une compagne drsquoessais sur des pieux en BFM (contenant 50 kgm de

fibres) agrave lrsquoeacutechelle 1 en leur appliquant des sollicitations repreacutesentative drsquoun seacuteisme Si les

reacutesultats sont concluants rien ne srsquoopposerait objectivement agrave lrsquoutilisation des pieux en BFM

foreacutes agrave la tariegravere creuse dans les zone sismiques

bull Les voiles exteacuterieurs de bacirctiment en beacuteton bancheacute

Ces voiles exteacuterieurs de bacirctiment sont traditionnellement en beacuteton armeacute Le taux

drsquoarmatures utiliseacutes est geacuteneacuteralement peu important en contrepartie leur mise en œuvre nrsquoest

pas toujours tregraves simple car il est neacutecessaire de positionner correctement la cage drsquoarmature agrave

lrsquointeacuterieur du coffrage constitueacute de banches (drsquoou le terme beacuteton bancheacute )

Ainsi si lrsquoon considegravere la main drsquoœuvre neacutecessaire pour la fabrication des cages drsquoarmature

leur mise en place ainsi que leur gestion dans le cadre drsquoun chantier (notamment leur

stockage) il nous paraicirct tout agrave fait envisageable de remplacer toutes les armatures par des

fibres meacutetalliques agrave condition que lrsquoeacutepaisseur des parois nrsquoexcegravede pas 40 cm


Il faut eacutegalement souligner que dans le cas des parois en beacuteton armeacute lrsquoeacutepaisseur d beacuteton

relative agrave lrsquoenrobage des aciers nrsquoest pas meacutecaniquement neacutecessaire mais a pour rocircle

principal de proteacuteger ces aciers de la corrosion Dans le cas des BFM cette eacutepaisseur nrsquoest pas

utile ce qui devrait permettre de concevoir des parois plus minces Mais cela preacutesuppose que

les fibres meacutetalliques proches de la surface ne provoquent pas des salissures de rouille dues agrave

une corrosion superficielle de ces fibres

La preacutefabrication

bull Les poutres en T inverseacute preacutecontraintes

Comme pour les poutres couleacutees en place les poutres preacutefabriqueacutees en BFM ne doivent

pas avoir des hauteurs qui excegravedent 40 cm

En ce qui concerne les poutres en T inverseacute de plancher en dehors de la preacutecontrainte par fil

adheacuterent elles renferment un taux de cadres drsquoeffort tranchant assez important notamment au

niveau de la jonction entre lrsquoacircme le talon de la poutre ougrave des contraintes de traction

importantes y sont concentreacutees

- Le remplacement de tous les aciers passifs par des fibres meacutetalliques preacutesenterait

les mecircmes avantages qui sont relatifs agrave la forme de la poutre au beacuteton

preacutecontraint ou encore agrave la preacutefabrication Annexe 21

bull Les panneaux de faccedilade et plus geacuteneacuteralement les eacuteleacutement minces

Les panneaux de faccedilade en BFM entrent dans la cateacutegorie des eacuteleacutements minces leur

mise en avant eacutetant lieacutee au fait qursquoils constituent un deacuteveloppement industriel potentiel plus

probable que drsquoautres

Les concernant on retrouve la mecircme probleacutematique que celle relative aux beacutetons

bancheacutes et exactement les mecircmes avantages agrave utiliser les BFM en replacement du beacuteton armeacute

A ces avantages srsquoen ajoutent drsquoautres qui sont speacutecifiques drsquoune part drsquoutilisation des BFM

dans des eacuteleacutements minces et drsquoautre part de la preacutefabrication Annexe 22

bull Les preacutecadres de baie

Il y a peu de chose agrave dire sur cette application industrielle qui fait partie des eacuteleacutements

preacutefabriqueacutes de bacirctiment peu solliciteacutes On retrouve la mecircme probleacutematique ainsi que des

avantages similaires agrave ceux relatifs aux poutres preacutecontrainte et aux eacuteleacutements minces crsquoest-agrave-

dire


- preacutefabrication plus facile plus rapide utilisant moins de main drsquoœuvre qui la

solution beacuteton armeacute

- gain de poids

- meilleur comportement vis-agrave-vis des eacutepaufrures

Comme pour les autres eacuteleacutements preacutefabriqueacutes une eacutetude technico-eacuteconomique seacuterieuse reste

agrave reacutealiser

bull Les dalles alveacuteoleacutees

Les dalles alveacuteoleacutees sont geacuteneacuteralement preacutecontraintes par fil adheacuterent Les dimensions de

ces dalles font que les efforts tranchants sont tregraves faibles dans ce type de dalle et donc qursquoil

nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser des cadres drsquoeffort tranchant Les seules armatures preacutesentes

sont donc les fils de preacutecontrainte

Cette situation crsquoest-agrave-dire lrsquoabsence de cadres drsquoeffort tranchant a permis de mettre au

point deux meacutethodes de fabrication de ces dalles alveacuteoleacutees baseacutees respectivement sur la

technique de lrsquoextrusion et celle dite du filage

Or si on voulait utiliser des dalles alveacuteoleacutees plus eacutepaisses et dans un domaine de porteacutees

plus importantes soit dans le domaine des ouvrages drsquoart ou elles ne sont pas actuellement

autoriseacutees (du fait de lrsquoabsence de renforcement vis-agrave-vis de lrsquoeffort tranchant) il serait

impossible dans le cas de lrsquoextrusion ou tregraves difficile dans le cas du filage de mettre en

œuvre des aciers passifs classiques

La seule solution est alors drsquoutiliser un BFM solution facile dans le cas du filage et peut-

ecirctre plus deacutelicate dans le cas de lrsquoextrusion

BLe domaine des travaux publics

bull Le beacuteton projeteacute pour soutegravenement provisoire de tunnel

Dans la construction drsquoun tunnel deux types de technique sont principalement utiliseacutes

--- Le creusement du tunnel agrave lrsquoaide drsquoun tunnelier qui srsquoaccompagne si neacutecessaire de la mise

en place de voussoirs preacutefabriqueacutes en beacuteton armeacute (crsquoest ce qui se fait actuellement) par

lrsquointermeacutediaire de ce mecircme tunnelier

--- Le creusement du tunnel agrave lrsquoaide drsquoexplosifs ou de pelles meacutecanique (suivant le terrain

rencontreacute) suivi drsquoun soutegravenement provisoire agrave lrsquoaide drsquoun beacuteton projeteacute soutegravenement

provisoire qui a pour objectif de limiter les deacuteformations lieacutees agrave la deacutecompression du sol est


suivi enfin de la mise en place du revecirctement deacutefinitif qui est couleacute en place ou se preacutesente

sous la forme de voussoirs preacutefabriqueacutes

Dans la deuxiegraveme technique appeleacutee laquo meacutethode autrichienne raquo le soutegravenement provisoire

eacutetait par le passeacute reacutealiseacute uniquement en beacuteton armeacute les armatures eacutetant en lrsquooccurrence un

simple treillis soudeacute Or le revecirctement provisoire en beacuteton armeacute preacutesente un certain nombre

de deacutesavantages dont les deux plus importants sont les suivants

-lorsque la paroi de lrsquoexcavation est tregraves tortueuse la mise en place correcte (crsquoest-agrave-dire agrave

une certaine distance de la paroi) est deacutelicate et consomme beaucoup de temps

-lorsqursquoon projette le beacuteton sur la paroi sur laquelle est positionneacute un treillis soudeacute celui-ci

joue un rocircle drsquoeacutecran vis-agrave-vis du beacuteton ce qui conduit assez souvent agrave obtenir un beacuteton de

moins bonne qualiteacute entre la paroi et le treillis soudeacute au droit des armatures

Ces deux inconveacutenients non neacutegligeables ont contribueacute au deacuteveloppement des BFM

projeteacutes dans le domaine des revecirctements provisoires de tunnel En effet drsquoune part les fibres

sont facilement et rapidement mises en place puisqursquoelles le sont en mecircme temps que le

beacuteton et drsquoautre part elles nrsquooccasionnent pas les problegravemes drsquoeffet drsquoeacutecran rencontreacutes avec

le treillis soudeacute

bull Le beacuteton projeteacute de reacuteparation

La probleacutematique et lrsquointeacuterecirct de lrsquoutilisation des beacutetons projeteacutes fibreacutes pour les reacuteparations

des structures dans le domaine des travaux publics sont les mecircmes que ceux relatifs au

domaine du bacirctiment Ils sont par exemple beaucoup utiliseacutes pour la reacutefection des tunnels

(SNCFRATP)

bull Les pieux foreacutes agrave la tariegravere creuse

La probleacutematique et lrsquointeacuterecirct de lrsquoutilisation dans le domaine des travaux publics des

BFM dans les pieux foreacutes agrave la tariegravere creuse sont les mecircmes que ceux relatifs au domaine du

bacirctiment La seule diffeacuterence reacuteside dans le fait que dans le domaine des travaux publics les

pieux sont soumis agrave des moments en tecircte plus importants que dans le domaine du bacirctiment et

que par conseacutequent des aciers passifs sont ajouteacutes au niveau de ces tecirctes La solution qui

consisterait agrave utiliser pour tout un pieu dosage en fibres susceptible de reprendre les efforts

appliqueacutes au niveau de sa tecircte ne serait pas eacuteconomiquement viable

bull Le resurfaccedilage des chausseacutees et les pistes aeacuteroportuaires en beacuteton


Lrsquoutilisation des BFM pour le resurfaccedilage des chausseacutees et les pistes aeacuteroportuaires

procegravede de la mecircme logique et a les mecircmes objectifs que ceux relatifs lrsquoutilisation des BFM

dans le domaine de la reacuteparation par beacuteton projeteacute

bull les parois cloueacutees

Les parois cloueacutees sont geacuteneacuteralement utiliseacutees pour le confortement de deacuteblais La

technique classique est de projeter du beacuteton sur des nappes de treillis soudeacute traditionnel la

paroi eacutetant ancreacutee dans le sol agrave lrsquoaide de tirants

La mise en place des nappes de treillis soudeacute est longue et fastidieuse si lrsquoon deacutesire en

effectuer un positionnement correct vis-agrave-vis du remblai

Le remplacement du treillis soudeacute par des fibres meacutetalliques projeteacutees en mecircme temps que

le beacuteton paraicirct drsquoeacutevidence tregraves inteacuteressant du point de vue eacuteconomique

Il reste agrave veacuterifier que le BFM projeteacute est au moins meacutecaniquement eacutequivalent au beacuteton

armeacute notamment au niveau des zones drsquoancrage des tirants qui constituent les zones

sensibles

bull Les dalles de pont mixte

Il nous semble qursquoune solution mixte beacuteton armeacute (armatures transversales) et fibreacute ou

beacuteton preacutecontraint (preacutecontrainte transversale) et fibreacute est meacutecaniquement plus adapteacutee que la

solutions classiques beacuteton armeacute (armatures transversales et longitudinales) et beacuteton armeacute

(armatures longitudinales) et preacutecontraint (preacutecontrainte transversale)pour eacuteviter le retrait le

poinccedilonnement de la dalle Et donner un meilleur comportement en service donc meilleure

durabiliteacute car la preacutesence des fibres conduit agrave des fissures de service plus fines

Il reste agrave analyser si lrsquoutilisation des BFM dans les dalles de ponts mixtes est

eacuteconomiquement viable On peut indiquer comme eacuteleacutements de reacuteflexion sur le sujet que

- le coulage drsquoune dalle en beacuteton armeacute fibreacute ou beacuteton preacutecontraint fibreacute est plus

aiseacutee et plus rapide qursquoune dalle en beacuteton armeacute dans deux directions ou qursquoune

dalle en beacuteton armeacute et preacutecontraint

- le remplacement drsquoune partie des armatures par les fibres meacutetalliques constitue un

gain de main drsquoœuvre

bull Les parois mouleacutees

La probleacutematique des parois mouleacutees en BFM est voisine de celle des voiles de bacirctiment

en beacuteton fibreacute bancheacute Les diffeacuterences les plus notables entre ces deux applications


industrielles sont drsquoune part un ferraillage plus dense dans le cas des parois mouleacutees (les

contraintes y sont plus importantes ) et drsquoautre part une hauteur plus importante de ces

derniegraveres Ce dernier point conduit au fait que la mise en œuvre correcte des ferraillages

classiques est deacutelicate et qursquoil faut utiliser le plus souvent des guides qui laquo roule raquo contre les

parois du moule pour permettre un bon positionnement du ferraillage vis-agrave-vis de ces parois

(la distance entre les parois et le ferraillage doit ecirctre maicirctriseacutee) Le fait que lrsquoutilisation de

fibres meacutetalliques supprime ce problegraveme de mise en place du ferraillage est loin drsquoecirctre

neacutegligeable dans la gestion drsquoun chantier

bull Le renforcement des buses meacutetalliques corrodeacutees

Le nombre de buses meacutetalliques sur les reacuteseaux routiers et autoroutiers franccedilais est

important (plus de 1800 ouvrages sur les seules routes nationales) Ces ouvrages preacutesentent agrave

long terme des risques de corrosion non neacutegligeables et quasi ineacutevitables les sinistres

observeacutes en sont la preuve malheureuse Il faut donc reacuteparer si lrsquoon veut eacuteviter de fermer

lrsquoaccegraves agrave ces ouvrages

La solution qui consiste agrave projeter un BFM fibreacute sur les parois de la buse meacutetallique afin

de constituer une nouvelle coque paraicirct la plus pertinente techniquement et la plus

eacuteconomique Elle conserve une grande souplesse (qui constitue lrsquoavantage fondamental de ce

type drsquoouvrage) agrave lrsquoouvrage souplesse qui lui permet de srsquoadapter aux mouvements des

terrains environnants et de faire participer ces derniers agrave la reacutesistance geacuteneacuterale

Des calcul reacutealiseacutes dans le cadre du projet national BEFIM et mettant en œuvre les

meacutethodes de dimensionnement proposeacutees par lrsquoAFREM conduisent en effet agrave des eacutepaisseurs

faibles de BFM fibreacute Des eacutetudes expeacuterimentales sont actuellement en cours au sein du projet

national BEFIM pour deacutemontrer que les calculs conduisent agrave des solutions meacutecaniquement

pertinentes

Preacutefabrication

bull Voussoirs preacutefabriqueacutes de tunnel

Le remplacement de la totaliteacute du ferraillage des voussoirs par des fibres meacutetalliques est

aujourdrsquohui drsquoactualiteacute la raison est que si lrsquoon fait une analyse eacuteconomique complegravete crsquoest-

agrave-dire pas uniquement limiteacutee au seul coucirct matiegravere la solution BFM semble plus inteacuteressante

que la solution classique beacuteton armeacute


Utilisation de Fibraflex [44] annexe 25

La premiegravere application

Crsquoest une gaine de ciment qui consiste agrave renforcer et agrave assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute entre la

formation foreacutee et le chemisage meacutetallique Crsquoest pour cette application que le Durastone agrave eacuteteacute

initialement deacuteveloppeacute

La rareacutefaction des ressources peacutetroliegraveres pousse aujourdrsquohui les exploitants agrave explorer les

couches les plus profondes et agrave optimiser le rendement des installations Une solution

largement deacuteveloppeacutee depuis une vingtaine drsquoanneacutees est le forage de puits multilateacuteraux

crsquoest-agrave-dire de puits uniques auxquels sont raccordeacutees plusieurs branches lateacuterales Cela

permet drsquoaugmenter la production agrave partir drsquoune installation deacutejagrave existante ce qui se traduit

par un gain substantiel que de temps et drsquoargent Dans ce cas le ciment qui constitue la gaine

doit ecirctre reforeacute Il est alors soumis agrave des contraintes meacutecaniques eacuteleveacutees des chocs etou de

lrsquoabrasion Dans les circonstances extrecircmes le ciment ne peut pas garder son inteacutegriteacute

meacutecanique On cherche alors agrave limiter les effets lieacutes agrave la rupture du mateacuteriau en modifiant son

comportement post-rupture

Lrsquoeacutetancheacuteiteacute du puits est cruciale agrave cause de la diffeacuterence de pressions entre les

diffeacuterentes zones du forage Crsquoest la cleacute du succegraves des puits multilateacuteraux Le Durastone

assure cette eacutetancheacuteiteacute parfaitement et de faccedilon durable gracircce agrave une excellente reacutesistance aux

vibrations et agrave lrsquoimpact apporteacutee par les fibres

La seconde application

Le Durastone consiste agrave reacutealiser dans les formations geacuteologiques particuliegraverement dures

des lsquorsquobouchonsrsquorsquo qui vont permettre de deacutevier la trajectoire du puits au droit de ces formation

Il arrive que lrsquooutil de forage retrouve la trajectoire originelle agrave travers le ciment au lieu de

partir lateacuteralement dans la formation

En effet le bouchon de ciment ne permet la deacuteviation de la trajectoire que la formation

environnante Lorsque lrsquoon utilise un bouchon en ciment conventionnel le temps de forage

moyen est de 255 heurs et plusieurs tentatives sont neacutecessaires De plus lrsquoopeacuteration est un

eacutechec dans preacutes de 40 des cas

Au contraire avec le systegraveme Durastone lrsquoopeacuteration de forage est un succegraves agrave 100 Une

seule tentative est neacutecessaire et le temps de forage moyen tombe agrave 11 heurs

Ce coulis de ciment renforceacute par Fibraflex (septembre 2002) possegravede des proprieacuteteacutes

exceptionnelles

bull caracteacuteristiques meacutecaniques


3 fois plus reacutesistant au perccedilage 10 fois plus

reacutesistant agrave lrsquoimpact et neacutecessitant une eacutenergie

15 agrave3 fois plus importante en rupture par

flexion qursquoun coulis de ciment conventionnel

bull homogeacuteneacuteiteacute du meacutelange

lorsqursquoils sont bien formuleacutes les coulis

pompables peuvent parfaitement ecirctre meacutelangeacutes

sans seacutegreacutegation des fibres Le renfort est ainsi

bien homogegravene

bull faciliteacute de mise en œuvre

la flexibiliteacute de la fibre Fibraflex coupleacutee agrave des

dimensions adeacutequates permet eacutegalement son

passage aiseacute dans les eacutequipements standards de pompage et drsquoinjection de ciment dont les

conduits eacutetroits et tortueux sont pourtant reacuteserveacutes agrave des coulis tregraves fluides

Fibres drsquoacier et polypropylegravene pour le beacuteton en construction de logements

Pour un beacuteton encore meilleur

Lrsquoaddition de fibres drsquoacier Fatek et fibres de

polypropylegravene Fibril a comme objectif drsquoameacuteliorer

encore davantage la qualiteacute du beacuteton

Fortius veut convaincre les entreprises de

construction fabricants de beacuteton et concepteurs

en mettant en eacutevidence les avantages techniques et

eacuteconomiques du beacuteton agrave fibres pour une construction

meilleure et plus eacuteconomique agrave lrsquoavenir

Fortius offre des fibres de qualiteacute avec une mise

en œuvre optimal

Fotius offre aussi un support technique agrave travers

un conseil direct et une assistance de calcul

En comparaison avec des eacuteleacutements analogues en beacuteton

sans fibres les proprieacuteteacutes suivantes sont ameacutelioreacutees

Fig220 Coulis de ciment

Fig 221Treillis soudeacute pour murs de cave dans la construction de logements


Le facteur de travail

La force portante agrave la traction

La reacutesistance agrave lrsquoarrachement

La reacutesistance aux chocs

La reacutesistance agrave la fatigue

La tenue au retrait

Fig 222Treillis poseacute sur un sol de cave

Fig 223Le beacuteton agrave fibres drsquoacier et de polypropylegravene est confectionneacute agrave lrsquousine agrave beacuteton precirct agrave lrsquoemploi


Fig224 Domaine drsquoutilisation de fibres dans le beacuteton


Des fibres parce qursquoil est difficile de pomper des treillis

Les dalles et murs de cave fondations dalles

de beacuteton pour planchers et chapes de ciment sont

traditionnellement armeacutees de grillages soudeacutes

Cette armature nrsquoest neacutecessaire dans la plupart

des cas que sur le plan constructif et non statique

De plus la pose de grillages neacutecessite un travail

consideacuterable A cela vient srsquoajouter qursquoune pose

non conforme peut causer des dommages preacutevisibles

Dans les zones soumises agrave des charges moins

importantes les grillages soudeacutes ont plutocirct pour

tacircche drsquoabsorber les forces statiques que de reacuteduire

les fissures

On sait qursquoune reacuteduction de fissures est drsquoautant plus efficace que la section des barres est

petite Cette consideacuteration a conduit entre autres agrave la mise au point de fibres drsquoacier et

polypropylegravene

Lrsquoavenir de la construction de logements le beacuteton agrave fibres FOTIUS

Lrsquoideacuteal crsquoest que ces fibres sont ajouteacutees agrave lrsquousine

agrave beacuteton precirct agrave lrsquoemploi Cela permet agrave lrsquoentreprise de

construction de livrer du beacuteton agrave fibres de haute

qualiteacute constante Au chantier le beacuteton agrave fibres est

couleacute sur la plateforme lrsquoisolant ou dans le coffrage

au moyen drsquoune pompe drsquoune benne agrave beacuteton ou

directement par la beacutetonniegravere sur camion La

suppression de grillages leur pose et la couche de

propreteacute repreacutesentent un gain de temps et drsquoargent

Dans la construction de logements les eacuteleacutements tels que les dalles et murs de cave

fondations sur semelles chapes de ciment et dalles de beacuteton pour planchers preacutefabriqueacutes sont

reacutealiseacutes agrave base de fibres drsquoacier Fatek Fibril ou de polypropylegravene Fibril Ces fibres empecircchent

toute fissuration Cela concerne aussi bien la fissuration par retrait que lrsquoeffet portant apregraves

apparition drsquoune fibre approprieacutee a eacuteteacute choisie

Fig226Coulage de beacuteton agrave fibres drsquoacier Fortius dans un coffrage de mur de cave

Fig225 Coulage drsquoune dalle de cave avec du beacuteton agrave fibres Fortius


2222 Fibre Polypropylegravene

Fibril f [ 46]

Est la marque deacuteposeacutee pour un groupe de fibres de polypropylegravene reacutesistantes aux alcalis

et destineacutees au microrenforcement du beacuteton et des produits lieacutes au ciment

Caracteacuteristiques Annexe 23

middot Petits paquets de fibres fibrilleacutees les fibres se deacutetachent sous lrsquoeffet abrasif des

agreacutegats

middot Reacutesistance agrave la traction supeacuterieure

middot Module drsquoeacutelasticiteacute eacuteleveacute

middot Tregraves bonne reacutepartition dans la matrice du beacuteton gracircce au revecirctement speacutecial des fibres

middot Chimiquement inerte excellente reacutesistance aux acides et bases

Applications

middot Preacutevention de lrsquoapparition de fissures dans le beacuteton suite aux contractions plastiques et

de seacutechage (speacutecialement pour sols industriels et beacuteton routiegravere) par suite de laugmentation

de la reacutesistance agrave la traction du beacuteton vert

middot Augmentation de la ductiliteacute du beacuteton

middot Ameacutelioration de la reacutesistance agrave lrsquoimpact preacutevient les deacutegacircts aux bords et coins

middot Diminution de deacutegacircts pendant le transport du beacuteton preacutefabriqueacute

middot Permet un deacutecoffrage plus rapide suite agrave une coheacutesion ameacutelioreacutee

middot Augmentation de la densiteacute de liquide et par conseacutequent une reacutesistance ameacutelioreacutee au

gel et deacutegel La peacuteneacutetration de sel de salage est entraveacutee

middot Ameacutelioration des caracteacuteristiques anti-feu du beacuteton pas de giclement des parcelles du

beacuteton

middot Reacuteduction dune eacuteventuelle dissociation preacutematureacutee du beacuteton et par voie de

conseacutequence de son deacutegorgement

Fig227 Polypropylegravene Fibril


2223Fibres de verre Bien que le beacuteton armeacute de fibre de verre soit un produit industriel reacutecent il a trouveacute des

applications diverses

Son application dans les panneaux de revecirctement de faccedilade deacutecoule de la possibiliteacute

qursquooffre la fabrication par projection de donner au produit lrsquoaspect (couleur texture de la

surface ) deacutesireacute par lrsquoarchitecte et de pouvoir enrober des acircmes isolantes Avec les techniques

compleacutementaire (emboutissage pressage) il est possible drsquoobtenir une gamme de produits de

formes varieacutees tels que

- huisseries et dormants des fenecirctres

- coffrages perdus pour les piegraveces en beacuteton couleacutees sur place (augmentant leur

reacutesistance au feu)

- gaines de ventilation boisseaux palplanches tuyaux etc

pour les tuyaux il faut souligner la possibiliteacute drsquoy incorporer une armature continue bobineacutee

leur donnant la reacutesistance exigeacutee par la pression inteacuterieure et les charges exteacuterieures Cette

technique empiegravete au moins en partie sur le domaine du fibrociment classique

Les ciments armeacutes de verre pourraient remplacer les revecirctement ignifuges isolants

(construction navale) en amiante projeteacutee suspecteacutee canceacuterigegravene

Une technique eacutegalement inteacuteressante a eacuteteacute deacuteveloppeacutee reacutecemment au Building Research

Establishment (BRE) des fibres de verre sont incorporeacutees dans un mateacuteriau silico -calcaire

et lrsquoensemble durci par autoclavage Les reacutesultats obtenus laissent pressentir la possibiliteacute

drsquoeacutelaboration drsquoun mateacuteriau drsquoisolation entiegraverement mineacuteral meilleur que lrsquoamiante-ciment

du point de vue santeacute (JM West et Al) [27]

bull Barres drsquoarmature en fibre de verre [47] annexe 24

Les barres drsquoarmature en fibre de verre sont composeacutees

drsquoun faisceau de fibres de verre tendues impreacutegneacutees

dans une reacutesine thermodurcissable qui assure que les fibres

sont maintenues ensemble et agissent comme une barre

Le produit fini est entiegraverement inerte

non corrosif et reacutesistant aux alcalis Afin drsquoameacuteliorer

lrsquoadheacuterence la face externe est deacuteformeacutee et ensableacutee Les speacutecialistes connaissent les barres

armeacutees fibre de verre sous le nom de barres drsquoarmature GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic

ou Polymer ETHrebars) Les barres GFRP sont fabriqueacutees en usine par pultrusion et sont

disponibles dans diffeacuterents diamegravetres allant de 6 mm jusque 32 mm

Fig228Barres drsquoarmature en fibre


Elles peuvent ecirctre mises en œuvre au lieu de lrsquoacier inoxydable ou drsquoacier drsquoarmature enduit

(eacutepoxy zinc)

Avantages

- Augmentent consideacuterablement la dureacutee de vie de constructions en beacuteton dans des

atmosphegraveres agressives

- Ne neacutecessitent ni reacuteparations ni entretien

Speacutecifiquement

- Non corrosives ne se corrodent pas en cas drsquoexposition agrave des eacuteleacutements agressifs ne

peuvent ecirctre attaqueacutees par des ions de chlorure

- Chimiquement reacutesistantes

- Reacutesistance agrave la traction plus eacuteleveacutee que celle de lrsquoacier (1 agrave 2 fois) pour un poids drsquoagrave

peine de celui de lrsquoacier peut facilement ecirctre transporteacutee et placeacutee sans appareil de levage

speacutecial

- Transparentes pour les champs magneacutetiques et radiofreacutequences

- Non conductrices drsquoeacutelectriciteacute non thermoconductrices

- Bonne reacutesistance agrave lrsquoimpact reacutesiste agrave des charges ponctuelles soudaines et eacuteleveacutees

- Excellente reacutesistance au vieillissement en cas de conditions de charge cycliques

- Indeacuteformable en cas de fluctuations de la tempeacuterature la dilatation la compression

des barres drsquoarmature en fibre de verre sont proches de celles du beacuteton

Utilisation

a Beacuteton soumis aux sels de deacutegel

- tabliers

- new-jerseys

- garages

- entrepocircts de stockage de sel

b Beacuteton exposeacute au sel marin

- murs de quai digues de mer

- bacirctiments et ouvrages drsquoart agrave proximiteacute de la mer

- constructions speacuteciales tels qursquoaquariums parcs drsquoattractions

- reacutecifs artificiels brise-lames

- bassins flottants

- jeteacutees


c Beacuteton exposeacute agrave drsquoautres eacuteleacutements agressifs

- usines chimiques (zones de captage pour fuites de citerne)

- beacuteton autour des pipelines et citernes pour carburants fossiles

- industrie de la pulpe et industrie papetiegravere

- stations drsquoeacutepuration drsquoeau

- usines peacutetrochimiques

- tours de refroidissement

- chemineacutees

- installations nucleacuteaires

- reacuteservoirs de saumure

- citernes et puits chimiques

- beacuteton entourant les piscines inteacuterieures

d beacuteton agrave faible recouvrement

- eacuteleacutement imitant les pierres de taille

-beacuteton preacutefabriqueacute architectonique corniches

- panneaux de faccedilade eacuteleacutements de faccedilade

- balcons

c Chevauchement raccordement et tension

Afin drsquoobtenir une transmission optimale de la force dans

2 barres chevauchantes il est preacutevu une longueur de

chevauchement de 40 fois le diamegravetre pour lrsquoarmature en fibre

de verre alors que celle de lrsquoacier est de 30 fois le diamegravetre

(degreacute BE400 pour des diamegravetres infeacuterieurs de 19)

bull Performances agrave long terme dun ciment renforceacute de fibres de verre reacutesistantes aux alcalis [ 48]

Depuis la fin des anneacutees 1960 lutilisation des fibres de verre reacutesistantes aux alcalis pour

le renforcement du ciment a eacuteveilleacute passablement dinteacuterecirct en raison des excellentes qualiteacutes

meacutecaniques de celles-ci On sest cependant preacuteoccupeacute des reacuteactions possibles avec la

matrice Les valeurs de teacutenaciteacute et de reacutesistance agrave la flexion donneacutees aux tableaux 21 et 22

pour les composites contenant des fibres de verre ont eacuteteacute obtenues agrave partir deacutechantillons dans

lesquels les fibres nont pas subi de corrosion

Fig 230 balcon renforceacute de fibre de verre

Fig 229 brise-lame renforceacute de fibre

Fig231 Chevauchement raccordement et tension par drsquoarmature en fibre de

verre


La reacutesistance en traction et la reacutesistance au choc des produits en ciment renforceacute de fibres

de verre diminuent avec lacircge si ceux-ci sont exposeacutes agrave lexteacuterieur Cette diminution de la

reacutesistance en traction avec le temps qui a eacuteteacute noteacutee pour les produits renforceacutes de fibres de

verre reacutesistantes aux alcalis a aussi eacuteteacute observeacutee dans les ciments sursulfateacutes et agrave forte teneur

en alumine qui ne contiennent que de petites quantiteacutes dalcalis Les produits agrave base de ciment

renforceacute de fibres de verre dont la reacutesistance agrave la traction et au choc diminue avec lacircge ne

devraient pas ecirctre utiliseacutes dans la fabrication des eacuteleacutements structuraux principaux Les fibres

de verre ont eacuteteacute utiliseacutees avec succegraves dans la fabrication de voiles minces pour eacuteviter des

problegravemes de fissuration dus aux contraintes de retrait

La plupart des autres fibres utiliseacutees sont relativement stables lorsquelles sont dans la

masse du ciment Des baisses de reacutesistance nont pas eacuteteacute observeacutees dans les eacutechantillons

contenant des fibres de carbone et des fibres de Kevlar La combinaison de diffeacuterents types de

fibres dans des produits agrave base de ciment constitue une nouvelle faccedilon dameacuteliorer les

performances agrave long terme de ces produits Les meacutelanges de fibres de polypropylegravene et de

verre ou de particules de mica utiliseacutees comme des fibres peuvent aider agrave preacutevenir

laffaiblissement agrave long terme de la reacutesistance agrave la traction et au choc

Remarque sur lrsquoeacutelaboration du ciment armeacute de fibres de verre[27]

Pour les mateacuteriaux en plaques relativement minces agrave orientation plane des fibres une

technologie industrielle pousseacutee a eacuteteacute deacuteveloppeacutee surtout au Building Research

Establishment en Angleterre

Le proceacutedeacute consiste agrave projeter simultaneacutement sur un moule permettant lrsquoessorage les

fibres coupeacutees et la pacircte de ciment Une fois obtenue lrsquoeacutepaisseur suffisante on procegravede agrave

lrsquoessorage par le moule et au compactage par calandrage La longueur des fibres projeteacutees

peut ecirctre reacutegleacutee Le moule peut avoir une forme quelconque il peut ecirctre formeacute par un

tambour tournant pendant la projection Cette derniegravere disposition est particuliegraverement

propice agrave lrsquoaddition drsquoune armature continue bobineacutee

Ce proceacutedeacute eacuteleacutegant au point de vue technologique comporte encore deux autres avantages

La quantiteacute des fibres qursquoil est possible drsquoincorporer atteint 10 dans le cas de

distribution aleacuteatoire plane simple et 15 avec des fils bobineacutes parallegraveles

Le coefficient drsquoefficaciteacute qui pour lrsquoorientation aleacuteatoire plane est presque double de

celui correspondant agrave une orientation aleacuteatoire triaxiale est quintupleacute pour les fibres continues

bobineacutees


Le mateacuteriau frais obtenu peut ecirctre formeacute par deacutecoupage emboutissage pliage etc

La technologie de projection peut ecirctre facilement adapteacutee aux fibres autres que le verre et

aux liants autres que le ciment Le placirctre offre certains avantages par sa bonne compatibiliteacute

avec le verre Les plaques formeacutees de ce mateacuteriau armeacute de fibres de verre ont un bel aspect et

une reacutesistance meacutecanique deacutepassant de beaucoup celle des planches agrave placirctre

Lrsquoeacutelaboration par malaxage simple a fait lrsquoobjet drsquoun travail de deacuteveloppement important

au Building Research Establishment [Hills (DL) ] En utilisant les adjuvants approprieacutes

(oxyde de polythylegravene et meacutethycellose) On arrive agrave incorporer aiseacutement 5 de fibres Une

certaine tendance au ressuage de lrsquoeau est lrsquoinconveacutenient propre aux meacutelanges frais obtenus

Les mises en œuvre par moulage en coffrage ouvert avec vibration moulage par injection

moulage agrave la presse avec essorage moulage par extrusion ont eacuteteacute essayeacutees avec succegraves

bull Mise en œuvre et pose et mesures de seacutecuriteacute[47] (barre drsquoarmature de fibre de verre )

Il est conseilleacute de porter des gants de travail lors de la mise en œuvre et de la pose des

barres drsquoarmature en fibre de verre Le cas eacutecheacuteant celles-ci peuvent ecirctre porteacutees agrave longueur

au moyen drsquoun disque de meulage Le port drsquoun masque anti-poussiegravere et de lunettes de

seacutecuriteacute est recommandeacute

Lrsquoarmature en fibre de verre ayant un poids speacutecifique faible elle aura tendance agrave monter agrave

la surface pendant les vibrations du beacuteton Il faut donc veiller agrave attacher solidement lrsquoarmature

aux cales de reacuteglage et eacutecarteurs au moyen de fil de fer plastifieacute ou de fil en nylon

Tous les coudes et eacutetriers doivent eacutegalement ecirctre fabriqueacutes en fibre de verre (ou acier

inoxydable)

223 Les avantages du beacuteton agrave fibres et sa technologie

bull gain de temps et de mateacuteriau

bull utilisation sans difficulteacutes gracircce agrave une mise en œuvre facile

bull livraison du beacuteton agrave fibres precirct agrave lrsquoemploi par votre usine agrave beacuteton

bull reacuteduction du danger de fissuration par retrait

bull ameacutelioration logistique et garantie de la qualiteacute


23 Conclusion

Lrsquoeacutetude bibliographique preacutesenteacutee ici reacutesume au travers des eacutecrits les plus reacutecents lrsquoeacutetats

de connaissance sur le meacutecanisme interne particulier des mateacuteriaux composites ( beacutetons de

fibres ) ainsi que sur les problegravemes technologiques deacutecoulant de leur eacutelaboration et mise en

œuvre

Les beacuteton de fibres font lrsquoobjet de puis environ trente ans drsquoun effort de recherche

important

Le beacuteton de fibre est un mateacuteriau composite formeacute de beacuteton ou mortier meacutelangeacute avec des

fibres meacutetalliques de verre ou de synthegravese dont la section est de lrsquoordre du millimegravetre et la

longueur de quelques centimegravetres Les beacutetons de fibres preacutesentent une tregraves bonne reacutesistance

aux chocs et un comportement agrave la rupture supeacuterieur agrave celui des beacutetons courants donc

lrsquoincorporation de fibres diverses dans le beacutetons ou les mortiers en vue drsquoameacuteliorer leurs

performances meacutecaniques

bull Ougrave les beacutetons avec fibres meacutetalliques ont des reacutesistances en traction et aux chocs

ameacutelioreacutees et sont moins sensibles agrave la fissuration

bull Ainsi les beacutetons avec fibres syntheacutetiques offrent une meilleure reacutesistance agrave la

fissuration de retrait au jeune acircge (les deux premiers jours) au gel et agrave lrsquoabrasion

Ces fibres (meacutetalliques ou syntheacutetiques ) doivent faire lrsquoobjet drsquoun cahier des charges

approuveacute par un bureau de controcircle agreacutee dont ce dernier est impeacuterativement neacutecessaire pour

la strateacutegie nouvelle mise en place en France par AFREM [Association franccedilaise de

recherche et drsquoessais sur les mateacuteriaux et les constructions] et BEFIM [Beacutetons de fibres

meacutetalliques ] ougrave cette strateacutegie srsquoarticule de la maniegravere suivante

1) ndash Deacutefinition drsquoun cahier des charges laquo meacutecaniques raquo exigeacutees agrave la suite drsquoune eacutetude

de preacutedimensionnement

2) ndash Choix des diffeacuterents constituants du beacuteton de fibres lieacute par exemple aux

mateacuteriaux locaux disponible aux conditions de la mise en œuvre au rapport

longueur de la fibre diamegravetre de plus gros grains de la matrice agrave respecter etc

3) ndash Optimisation de la composition du beacuteton de fibres en fonction des caracteacuteristiques

meacutecaniques viseacutees rapport eauciment pourcentage de fibres rapport

sablegranulats etc

4) ndash Caracteacuterisation meacutecanique complegravete du beacuteton de fibres


5) ndash Comparaison entre les caracteacuteristiques exigeacutees et celles du beacuteton de fibres

formuleacute Si cette comparaison nrsquoest pas satisfaisante on peut ecirctre ameneacute agrave

reformuler le beacuteton de fibres

6) ndash Bilan eacuteconomique de la solution beacuteton de fibres qui doit prendre en compte

impeacuterativement tous les aspects et as seulement le coucirct matiegravere direct tels que la

main drsquoœuvre les investissement le transport la rapiditeacute drsquoexeacutecution etc on

pourra alors eacutevaluer si la solution BF est viable drsquoun point de vue technico-

eacuteconomique

NB Le choix des constituants drsquoun beacuteton de fibres deacutepend directement de lrsquoapplication

industrielle concerneacutee En effet le cahier des charges drsquoun beacuteton quel qursquoil soit impose

geacuteneacuteralement une reacutesistance caracteacuteristique en compression au regard de cette application

industrielle Or le pourcentage de fibres agrave incorporer deacutepend de cette reacutesistance en

compression et la longueur au moins deux fois supeacuterieure au diamegravetre de plus gros grain de

la matrice

En fin donc lrsquoincorporation de fibres diverse dans les beacutetons et les mateacuteriaux fragiles du

type mortier ciment ou placirctre en vue drsquoameacutelioration leurs performances meacutecaniques et

faciliter la mise en œuvre des structures

31 Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip75

32 Programme expeacuterimentalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip76

33 Types des eacuteprouvettes utiliseacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip79

34 Mateacuteriaux utiliseacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

341 Les granulatshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 79

342 Le cimenthelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 80

343 Lrsquoeau de gacircchagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip82

344 Les fibreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip84

35 Confection du mortierhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 88

351 Malaxagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88


3521 mesure de lrsquoaffaissementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip88

3522 mesure du temps drsquoeacutecoulement Maniabilimegravetrehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90


353 Confection des eacuteprouvetteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91



371 mesure lrsquoabsorption capillaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

372 mesure de la perte en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip94

38 conclusionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip96

Mateacuteriaux utiliseacutes et

meacutethodologie drsquoessais

3 chapitre

Chapitre 03 Mateacuteriaux utiliseacutes et meacutethodologie drsquoessais 75

31 Introduction De part son originaliteacute ce sujet concernant lrsquoinfluence du polystyregravene copeaux drsquoacier et

de bois sur le mortier a constitueacute notre premier choix Nous nrsquoavions au deacutepart aucune base de

recherche sur ces produit sur laquelle srsquoappuyer


Nous avons donc commenceacute dans un domaine tregraves ouvert ougrave nous avions pas drsquoobjectif


La premiegravere des choses qursquoil fallut se fixer eacutetait les dosages (teneurs) des sous produits que





dosages eacutetaient reacutealistes du point de vue du malaxage et de la mise en œuvre Nous nous

sommes alors arrecircteacutes sur un maximum ( au delagrave duquel par exemple le volume occupeacute par le






Copeaux de bois 1 2

Ceci pour bien mettre en eacutevidence lrsquoinfluence de ces sous produits dans les faibles dosages




Le seul paramegravetre changeant drsquoun meacutelange agrave lrsquoautre eacutetant le dosage (teneur)des fibres









inconveacutenients qursquoils pouvaient y avoir agrave fabriquer du mortier contenant des fibres locaux Ce

qui est aussi inteacuteressant de connaicirctre crsquoest lrsquoordre de grandeur dans lequel influe le

polystyregravene copeaux drsquoacier et de bois et surtout le ou les dosages optimums

le mortier soumis aux essais dans la preacutesente eacutetude est un mortier renforceacute par des fibres

(sous produits) Il reacutesulte du malaxage de sable ciment de lrsquoeau et des fibres Ces

constituants sont des produis locaux La confection du mortier et tous les essais ont eacuteteacute

reacutealiseacutes au sein du laboratoire des travaux publics (LTP Est) de lrsquoest Tous les essais

normaliseacutes ont eacuteteacute reacutealiseacutes dans le cadre des normes AFNOR ( et leurs eacutequivalentes des

normes Algeacuteriennes NA)

32 programme expeacuterimental Notre objectif est de trouver un mortier de maniabiliteacute fluide facile agrave mettre en œuvre

comme le stipulent les normes franccedilaises (temps drsquoeacutecoulement de compris 0 lt t lt 5)

Nous prenons un rapport pondeacuteral sableciment constant eacutegal agrave 3 et un rapport Eau ciment

constant eacutegal agrave 05 pour toutes les compositions

Puis en jouant sur la quantiteacute de fibres introduites en mesurant le temps drsquoeacutecoulement de

chaque meacutelange

Cette meacutethodologie est critiquable mais elle est recommandeacutee par la plupart des

chercheurs (travaillant avec un rapport EC constant) Par contre Jonhnston 1987 propose de

travailler agrave maniabiliteacute constante en modifiant le rapport EC

Quelques essais preacuteliminaires ont effectivement montre que lrsquoouvrabiliteacute du mortier est

fortement influenceacutee par lrsquointroduction des fibres

Le faible volume des sous produits (fibres) billes de polystyregravene par rapport aux fibres de

copeaux de bois et aux fibres copeaux drsquoacier font que le mortier fabriqueacute avec le mecircme

massique contient plus de billes de polystyregravene que les deux autres

A masse constante il y a plus de billes de polystyregravene que fibres de copeaux drsquoacier et plus

de fibres de copeaux de bois

Ainsi diffeacuterentes meacutethodes de renforcement de la matrice sont compareacutees

La Matrice

Comme matrice crsquoest un mortier qui est retenu avec les corps drsquoeacutepreuve choisi sont de

taille modeste

Ainsi cela donne une grande homogeacuteneacuteiteacute agrave la matrice


Nous ferons varier le type des fibres

La notation M deacutesigne (mortier teacutemoin sans fibres suivie de la lettre P deacutesignant la nature

de la fibre (le mortier de fibres de billes de polystyregravene)

ou A fibres de copeaux drsquoacier

B fibres de copeaux de bois

Suivie drsquoun chiffre qui repreacutesente le pourcentage de fibres introduit x 10

DESIGNATION NOTATION

1 mortier teacutemoin M

2 mortier renforceacute de 05 de polystyregravene MP5






8 mortier renforceacute de 1 de copeaux drsquoacier MA10


10 mortier renforceacute de 1de copeaux de bois MB10

11 mortier renforceacute de 2 de copeaux de bois MB20


TABLEAU 32 GROUPE DE MESURES

Type de mortier Nombre de gacirccheacutee ou

drsquoeacuteprouvette

Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai

M 03 Instantaneacutee Maniabiliteacute

MP5 03 Instantaneacutee Maniabiliteacute






M 03 16X32 1j M V apparente

MP5 03 16X32 1j M V apparente






M 03 7X7X28 Absorption capillaire

MP5 03 7X7X28 Absorption capillaire







MCA10 03 Instantaneacutee Maniabiliteacute



MCA10 03 16X32 1j M V apparente



MCA10 03 7X7X28 Absorption capillaire



MCB10 03 Instantaneacutee Maniabiliteacute



MCB10 03 16X32 1j M V apparente



MCB10 03 7X7X28 Absorption capillaire



NOMBRE DrsquoEPROUVETTES VOLUME DU BETON (M3)

Essais meacutecanique 60 00823

Perte en poids 30 00412

Total 90 01235

33 Types drsquoeacuteprouvettes utiliseacutees

Dans ce programme expeacuterimental trois types de moules ont eacuteteacute utiliseacutees

Les eacuteprouvette de forme cylindrique normaliseacutees et drsquoeacutelancement 2 (16x32 norme NF P

18-400 NA 2600)utiliseacutees pour la deacutetermination des reacutesistances agrave la compression

Les eacuteprouvettes prismatiques normaliseacutees ( NF P 18-400 NA2600) de dimensions

7x7x28 cm pour la deacutetermination des reacutesistances agrave la flexion 3 points la perte en poids et

lrsquoabsorption capillaire

Les eacuteprouvettes cubiques eacutequivalentes (7x7x7 cm) dont les reacutesultats sont donneacutes agrave titre

indicatif ont eacuteteacute obtenues par lrsquoeacutecrasement des cubes eacutequivalents reacutesultants des demi-prismes

des essais de traction par flexion

34 Mateacuteriaux utiliseacutes Tous les mateacuteriaux utiliseacutes dans notre recherche sont de provenance locale Pour la

confection des meacutelanges nous avons utiliseacute ciment CPJ 45 du sable de lrsquoeau et des fibres ce

dernier composant est drsquoailleurs le seul paramegravetre variable

341Les granulats (sable)

Le sable utiliseacute est le sable de mer provenant de la Wilaya de Jijel Les reacutesultats de

lrsquoanalyse granulomeacutetrique reacutealiseacutee conformeacutement agrave la norme NF P 18-560 (NA 2607 ) sont

porteacutes sur le tableau (33 )

Essais reacutealiseacutes

- Analyse granulomeacutetrique

- Equivalent de sable

- Analyse chimique sommaire

Reacutesultats des essais et commentaires

Fig31Sable


a Analyse granulomeacutetrique Tableau33 Reacutesultats de lrsquoanalyse granulomeacutetrique

Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02

Module de finesse de sable de mer = 170

b Equivalent de sable

la propreteacute du sable est deacutetermineacutee par la mesure de lrsquoeacutequivalent de sable (ES) drsquoapregraves la

norme NF P 18-541 Tableau34 reacutesultats drsquoeacutequivalent de sable

Deacutesignation Equivalent de sable Speacutecification du beacuteton hydraulique

Sable de mer 68 gt65

c Analyse chimique sommaire Tableau35 reacutesultats drsquoanalyse chimique sommaire

Deacutesignation Insolubles Sulfates Carbonates Chlorures

Sable de mer 9590 Traces 325 Traces

selon les essais drsquoidentification sur le mateacuteriau en question nous remarquons que drsquoapregraves

bull Lrsquoanalyse granulomeacutetrique le mateacuteriau analyseacute preacutesente les caracteacuteristiques drsquoun

sable tregraves fin (module de Finesse Mf =170 )

bull Equivalent de sable cette valeur caracteacuterise un sable propre

bull Analyse chimique sommaire les analyses chimiques montrent que le sable analyseacute

preacutesente un fort pourcentage drsquoinsoluble ce qui montre que le mateacuteriau est issu drsquoune

roche dure

342 Le ciment

Le ciment utiliseacute pour la confection du beacuteton est de type CPJ 45 norme Algeacuterienne NA 442

(eacutequivalent au CEM II ENV 197) qui provenant de lrsquousine ERCE (Hamma Bouzianendash

Constantine) La composition chimique les caracteacuteristiques physiques les reacutesistances

meacutecaniques et la composition mineacuteralogique du ciment sont porteacutees sur les tableaux suivants


Tableau36 composition chimique du clinker

SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088

ReacutesInsoluble 228

PAF 241

Tableau37 Caracteacuteristiques physiques du ciment

Temps de deacutebut de prise 2h 50

Temps de fin de prise 4h 06

Expansion de CHATELIER agrave chaud 290

Expansion de CHATELIER agrave froid 165

Surface speacutecifique (BLAINE) 3891

Consistance normale 2691

Tableau38 Reacutesistances meacutecaniques du ciment (bars)

Age agrave la compression agrave la flexion

2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779

Tableau39 Composition mineacuteralogique du clinker ()

C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825


Fig32Ciment utiliseacute

343 Lrsquoeau de gacircchage

Lrsquoeau utiliseacutee pour le gacircchage du mortier est de lrsquoeau potable Les reacutesultats de lrsquoanalyse

chimique de lrsquoeau sont repreacutesenteacutes dans le tableau (310 ) selon la norme NF P18-303 ( NA

1966) relative au concentration en matiegraveres en suspension et sel dissout

Tableau 310Concentration en matiegraveres et sel dissout dans lrsquoeau (mgl)

Ca Mg Na K Cl SO4 CO3 NO3 insoluble

116 36 80 3 140 170 305 5 786

a)caracteacuteristiques et toleacuterances [32]

Cphysiques

les eaux employeacutees pour le gacircchage des beacutetons ne doivent pas contenir de matiegraveres en

suspension au-delagrave des proportions suivantes

bull 2 grammes par litre pour beacuteton ou mortier type A et B

bull 5 grammes par litre pour beacuteton ou mortier type C

Cchimiques

les eaux employeacutees pour le gacircchage des beacutetons ne doivent pas contenir de sels dissous au-

delagrave des proportions suivantes


bull 30grammes par litre pour beacuteton ou mortier type C

les beacutetons ou mortiers de types A sont de haute qualiteacute et de forte reacutesistance ceux de type

B sont des mortiers agrave grande impermeacuteabiliteacute tandis que le type C repreacutesente ceux dits

courants


On devra veiller agrave ce que cette proportion de matiegraveres dissoutes (par exemple acide

sulfate de magneacutesie etc) ne puisse pas nuire agrave la conservation des beacutetons et mortiers

Ces limites comprennent les deacutechets industriels En outre les eaux douteuses ou

soupccedilonneacutees de contenir des matiegraveres organiques seront soumises agrave lrsquoanalyse chimique

b)Technique des essais Norme NF P 18-303

Cphysiques

Pour obtenir la proportion des impureteacutes en suspension dans lrsquoeau preacutelever deux litres de

liquide dans un volume drsquoeau bien brasseacutee

Filtrer cette eau avec un filtre en proportion parfaitement sec dont on aura au preacutealable

deacutetermineacute la masse

Filtrer lrsquoeau preacuteleveacutee jusqursquoagrave ce qursquoelle soit parfaitement claire

Seacutecher le filtre et le reacutesidu agrave 110 degC jusqursquoagrave masse constante

Lrsquoaugmentation de la masse du filtre donnera la masse des impureteacutes en suspension

Cchimiques

Pour deacuteterminer la proportion des impureteacutes dissoutes eacutevaporer lrsquoeau preacuteceacutedemment

filtreacutee jusqursquoagrave seacutechage complet et peser le reacutesidu

Sa masse rapporteacutee agrave 2 litres repreacutesentera la masse des sels dissous

c) Meacutethodes drsquoanalyse drsquoeau

Pour le gacircchage du meacutelange de beacuteton il faut utiliser de lrsquoeau qui ne contient par drsquoaddition

affectant le durcissement du ciment ou bien alteacuterant la qualiteacute du ciment

Au cours de la preacuteparation du meacutelange du meacutelange du beacuteton il est recommandeacute drsquoutiliser de

lrsquoeau potable dont la qualiteacute ne provoque pas de doute

Si on est obligeacute drsquoutiliser pour le gacircchage de lrsquoeau des bassins il est neacutecessaire de faire le

controcircle preacutealable de sa qualiteacute le laboratoire controcircle lrsquoaciditeacute drsquoeau et de la teneur en

sulfates

d) Preacutelegravevement des eacutechantillons drsquoeau

Le laborantin doit preacutelever lrsquoeau de sorte que son composeacute ne soit accidentel Crsquoest

pourquoi il est deacuteconseilleacute de preacutelever lrsquoeau des bassins juste apregraves la pluie Si on prend de

lrsquoeau des puits ou lrsquoeau de robinet il faut laisser couler pendant 5 mm Apregraves on fait le

preacutelegravevement dans le reacutecipient bien propre Il est preacutealable de preacutelever les eacutechantillons drsquoeau


de 3 litres dans des bouteilles avec bouchon Apregraves cela on colle la fiche correspondante Les

eacutechantillons sont envoyeacutes au laboratoire pour analyse de lrsquoaciditeacute et de la teneur en sulfates

e) Essai de lrsquoaciditeacute de lrsquoeau

On verse de lrsquoeau dans une eacuteprouvette bien propre laveacutee preacutealablement avec de lrsquoeau

distilleacutee on plonge un papier tournesol bleu pour quelque temps Si le papier tournesol de

vient rose ccedila veut dire que la teneur en acide dans cette eau est eacuteleveacutee

f) Essai des sulfates en eau

Cette meacutethode srsquoeffectue de la maniegravere suivante on verse lrsquoeau avec quelques gouttes de

solution agrave 10 drsquoHCl dans une eacuteprouvette de 150 agrave 200 ml On fait bouillir ensuite au

compte-gouttes la solution de 10 de chlorure de baryum le preacutecipiteacute qui descend prouve

lrsquoexistence des sulfates ou des acides est assez consideacuterable alors il est neacutecessaire de faire

une analyse chimique complegravete

Remarque sur la qualiteacute drsquoeau

Lrsquoeau pour le gacircchage du beacuteton doit ecirctre propre (pas drsquoacide) le pH ne doit pas ecirctre

infeacuterieur agrave 4 crsquoest-agrave-dire agrave ne pas changer la couleur bleu en rouge Outre cela les sulfates

dans lrsquoeau ne doivent pas deacutepasser 2700 mgl (SO4) et tous les sels 5000 mgl

Le beacuteton agrave base de ciment alumineux ne doit pas ecirctre gacirccheacute par lrsquoeau de mer ou lrsquoeau saleacutee

Ne pas utiliser lrsquoeau avec les conditions organiques des eaux industrielles et des eaux de

deacutecharge pour le gacircchage

344 Les Fibres

Les fibres utiliseacutes dans notre projet sont les suivants

bull Copeaux drsquoacier [provienne de SONACOM Ain Smara Constantine ]

bull Copeaux de bois [ provienne de lrsquoentreprise des meubles de Bentalha agrave Boumerzouk -

Constantine]

bull Polystyregravene [ provienne de KAPLAST- Seacutetif]


a- Caracteacuteristique et analyse chimique des copeaux drsquoacier

Fig33Copeaux drsquoacier utiliseacutes

Tableau311 caracteacuteristiques des copeaux drsquoacier

Numeacutero du mateacuteriaux 10402

Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2

- Tubes circulaires sans jointe en acier de traitement

- Aciers pour trempe et revenu Aciers de qualiteacute non allieacutes

- Piegraveces forgeacutees en acier pour usage geacuteneacuteral Aciers de qualiteacute

non allieacutes et acier speacuteciaux

Groupe drsquoacier Aciers de qualiteacute non allieacutes Aciers avec un C moyen gt012 lt 025

ou Rm gt 400lt500 Nmm2

But

drsquoutilisation

Aciers drsquoameacutelioration

Eleacutements de construction faiblement chargeacutes

Analyse chimique

C Si Mn P S Cr Mo Ni Cr +Mo+Ni

017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063


b -Caracteacuteristique et analyse chimique des copeaux de bois

Fig34Copeaux de bois utiliseacutes

Tableau 313 caracteacuteristiques de copeaux de bois

Les copeaux de bois utiliseacutees sont de nature hecirctre

Densiteacute dureteacute 050-070

tendre mi lourds

Retrait moyen

Provenance Europe centrale

Reacutesistance agrave la rupture en compression axiale 550-650


c -Caracteacuteristique et analyse chimique de polystyregravene

Fig35Polystyregravene utiliseacute

Tableau 313 caracteacuteristiques de billes de polystyregravene

Les billes de polystyregravene expanseacute utiliseacutees sont adeacutequates pour ecirctre incorporeacutees dans les

mortiers et beacutetons Elles preacutesentent des diamegravetres variables de 15 agrave 25 mm et sont livreacutees par

sac variant de 100 agrave 500 litres

Sa masse volumique est de 25 kgm 3 ce qui est 100 fois plus petite que la masse volumique

du beacuteton


35 Confection du mortier pour la confection des gacirccheacutees nous avons utiliseacute beaucoup de mateacuteriels et fournitures courants

(balances reacutecipients truelles spatules huile de coffragehellip) mais eacutegalement des appareils

tels que le cocircne drsquoAbrams malaxeur maniabilimegravetre LCPChelliphellip)

351 Malaxage

Les granulats le ciment et les fibres sont placeacutes apregraves pesage dans un malaxeur de

laboratoire agrave axe vertical (marque ZYKLOS Fig36 ) drsquoune capaciteacute de 025 m3 un premier

malaxage agrave sec a eacuteteacute effectueacute durant 30 secondes On ajoute lrsquoeau par la suite un deuxiegraveme

malaxage de deux minutes a eacuteteacute reacutealiseacute

352 Analyse agrave lrsquoeacutetat frais

Nous nous inteacuteressons ici agrave lrsquoanalyse du mortier frais agrave sa sortie de malaxeur et de ce fait

sur le dosage en eau qursquoil est encore possible drsquoagir pou reacutegler lrsquoaffaissement au cocircne

drsquoAbrams deacutesireacute (10 cm le A le15 cm n beacuteton tregraves plastique de classe S3 selon NF P 18-305)

3521Mesure de lrsquoaffaissement au cocircne drsquoAbrams

A Objet

Le preacutesent essai a pour but de deacutefinir un essai des mortiers frais dit laquo essai drsquoaffaissement raquo

ou laquo essai au cocircne drsquoAbrams raquo

B Domaine drsquoapplication

Le preacutesent essai srsquoapplique aux beacutetons ou mortiers dont les granulats ont une dimension D

infeacuterieure ou eacutegale agrave 40 mm

Fig36 malaxeur utiliseacute


Lrsquoessai drsquoaffaissement au cocircne drsquoAbrams ou slump-test est lrsquoessai le plus employeacute pour

la mesure de consistance du beacuteton Cet essai a eacuteteacute effectueacute conformeacutement aux prescriptions

de la norme NF P 18-451(NA 431)

C Appareillage [32]

CMoule

Le moule sans fond de forme tronconique a les dimensions

infeacuterieures suivantes (en millimegravetres)

- diamegravetre du cercle de la base supeacuterieure 100 plusmn 05

- diamegravetre du cercle de la base infeacuterieure 200 plusmn 05

- hauteur 300 plusmn 1

il est construit de maniegravere agrave ecirctre indeacuteformable La paroi infeacuterieure

est non absorbante non reacuteactive au liant lisse et sans aspeacuteriteacutes

Il doit ecirctre muni

- aux 23 de la hauteur agrave partir de la base de deux poigneacutee

- agrave la partie infeacuterieure de dispositifs de fixation ou drsquoappuis pour les pieds de

lrsquoopeacuterateur permettant de lrsquoassujettir sur la surface drsquoappui

CTige de piquage

Tige en acier diamegravetre 16 mm longueur 600 mm agrave extreacutemiteacutes heacutemispheacuteriques

Portique de mesure

Portique constitueacute par deux montants verticaux distants drsquoenviron 300 mm et relieacutes

rigidement agrave la partie supeacuterieure sur laquelle coulisse une regravegle de lecture susceptible drsquoecirctre

immobiliseacutee par une vis de pression

Surface drsquoappui de lrsquoensemble

La surface drsquoappui doit ecirctre plane et horizontale rigide et non absorbante

Elle ne doit pas recevoir de chocs ou de vibrations pendant lrsquoessai

Mode opeacuteratoire

Humidifier la surface drsquoappui et y assujettir le moule dont la paroi inteacuterieur bien propre

aura eacuteteacute leacutegegraverement huileacutee

Au moyen drsquoune pelle creuse introduire le beacuteton ou le mortier dans le moule en trois

couches chacune ayant une hauteur eacutegale au tiers de la hauteur du cocircne Cette introduction

doit commencer une agrave deux minutes au maximum apregraves preacutelegravevement et homogeacuteneacuteisation du

meacutelange destineacute agrave lrsquoessai

Fig37 Cocircne drsquoAbrams

300

200

100


Piquer chaque couche 25 fois avec la tige de piquage en reacutepartissant les enfoncements

uniformeacutement sur la surface du meacutelange et en faisant peacuteneacutetrer la tige dans la couche sous-

jacente srsquoil y a lieu

A la derniegravere couche au cours du compactage ajouter le beacuteton neacutecessaire pour que le moule

soit juste rempli agrave ras bords

Araser en roulant la tige de piquage sur le bord supeacuterieur du moule Eviter pendant cette

opeacuteration un compactage suppleacutementaire du beacuteton

Apregraves avoir araseacute le bord supeacuterieur le moule est souleveacute avec preacutecaution La mesure

exprimeacute en cm est reacutealiseacutee sur le point le plus haut du beacuteton et dans la minute qui suit le

deacutemoulage

3522 Mesure du temps drsquoeacutecoulement ( Maniabilimegravetre )

Cet appareil est utiliseacute soit

- sur chantier pour controcircler la consistance de la fabrication drsquoun mortier

- En laboratoire pour deacuteterminer les pourcentages optimaux des conditions drsquoun

mortier ou bien comparer plusieurs mortiers

Le maniabilimegravetre utiliseacute dans notre eacutetude est conccedilu pour les mortiers dont la dimensions

du plus gros granulat D lt 125 mm Il est composeacute drsquoun moule sur lequel un repegravere horizontal

est graveacute drsquoune paroi amovible qui seacutepare le maniabilimegravetre en deux volumes ineacutegaux drsquoun

vibrateur et drsquoune aiguille de piquage neacutecessaire pour la mise en place du mortier


Le principe est simple mais doit ecirctre effectueacute avec une grande rigueur et selon la norme

afin drsquoeacuteliminer drsquoeacuteventuelles erreurs dues aux manipulations

Lrsquoessai consiste agrave mesurer le temps que met le mortier pour atteindre le trait Le

deacuteroulement de la manipulation crsquoeffectue comme suit

- Introduire le mortier frais dans le grand volume de lrsquoappareil en quatre couches

identiques (pour chaque couche il est neacutecessaire de piquer six fois agrave lrsquoaide de

lrsquoaiguille)

- Enlever le paroi amovible est lancer le chronomegravetre simultaneacutement ( le vibreur se

deacuteclenche automatiquement )

- Arrecircter le chronomegravetre lorsque le mortier atteint le repegravere (si le mortiers nrsquoest pas

parallegravele au repegravere ou arrecircte le chronomegravetre lorsque le mortier recouvre 23 du

repegravere)

- Arrecircter lrsquoappareil le nettoyer et lrsquohuiler


3523 Mesure de la densiteacute reacuteelle du mortier frais

Pour la mesure de la densiteacute reacuteelle du mortier frais on srsquoest servi de la chambre infeacuterieure

de lrsquoaeacuteromegravetre La densiteacute reacuteelle est obtenue agrave partir de diffeacuterence de poids du reacutecipient (peseacute

vide puis remplis de mortier ) sur le volume de cette chambre (huit litres) La densiteacute reacuteelle est

donc calculeacutee par lrsquoexpression suivante

ρ = ( ρplain ndash ρvide )V (31 )

353Confection des eacuteprouvettes

A Remplissage des moules

Le remplissage des moules prismatiques effectueacute en deux couches conformeacutement aux

prescriptions de la norme NF P18-423 (NA 426) Une vibration de 10 secondes a eacuteteacute faite

apregraves chaque couche agrave lrsquoaide drsquoune table vibrante ( fig38 )

B Arasement des eacuteprouvettes

Cette opeacuteration de finition a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoune regravegle agrave arasement comme

mentionneacutee dans les prescriptions de la norme NF P18-423

C Conservation des eacuteprouvettes

Le mode de conservation utiliseacute est la conservation satureacutee les eacuteprouvettes ont eacuteteacute

immergeacutees avec preacutecaution pour eacuteviter un deacutelavage de la surface supeacuterieure du mortier dans

lrsquoeau agrave une tempeacuterature de 20 plusmn 1 degC ( 100 HR) Ces conditions doivent ecirctre maintenues

continuellement

Reacutesistance Eprouvettes conserveacutees agrave 20 plusmn 1 degC Fig39 Conservation des eacuteprouvettes agrave

20degC

Fig38 Vibration des eacuteprouvettes


Le deacutemoulage des eacuteprouvettes a eacuteteacute effectueacute avec preacutecaution 24 h apregraves leurs remplissages

puis il faut identifier chaque eacuteprouvette agrave lrsquoaide drsquoun marqueur

D Surfaccedilage des eacuteprouvettes

Avant les essais drsquoeacutecrasement les extreacutemiteacutes des eacuteprouvettes cylindriques ont eacuteteacute surfaceacutees

conformeacutement agrave la norme NF P18-416 ( NA 427 )

36 Essais meacutecaniques 361 Essais de compression

Lrsquoessai de compression consiste agrave rompre le corps drsquoeacutepreuve entre les deux plateaux drsquoune

presse de compression La presse utiliseacutee est une machine de compression de classe lsquoBrsquo et

drsquoune capaciteacute maximale de 1500KN conforme agrave la norme NF P 18-412 (NA 2832 )

A Essais de compression sur eacuteprouvettes cylindrique drsquoeacutelancement 2

Lrsquoessai a eacuteteacute reacutealiseacute selon la norme NF P 18-406 (NA427) sur des eacuteprouvettes

cylindriques empty16x32 Apregraves un centrage parfait la mise en charge a eacuteteacute effectueacutee avec une

vitesse de monteacutee de charge constante

Au moment de la rupture (fig310 ) on ouvre lentement la vanne de chargement et on lit alors

la charge de rupture En divisant la charge de rupture sur la section drsquoune eacuteprouvette on

obtient la contrainte en compression laquo fc raquo de cette eacuteprouvette

fc (Mpa)=Pr (N) S(mm2) (32)

Pr la charge de rupture en Newton

S la section drsquoune eacuteprouvette

(empty16x32rArr S =20106 mm2)

Fig 310 Essais de compression sur eacuteprouvetteempty16x32 reacutealiseacutes

dans notre recherche


B Essai de flexion

La reacutesistance agrave la traction par flexion a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoune machine de flexion 3

points de 150 KN sur des eacuteprouvettes prismatique 7x7x28 cm conformeacutement agrave la norme NF

P18-407 ( NA 428 )

Les eacuteprouvettes ont eacuteteacute disposeacutees dans la machine drsquoessai comme indiqueacutee sur la figure (311)

Apregraves un centrage parfait la mise en charge a eacuteteacute effectueacutee avec une vitesse de monteacutee de

charge constante

Au moment de rupture on ouvre lentement la vanne de chargement Lrsquoaiguille du manomegravetre

inteacutegreacutee dans la machine indique la charge de rupture

La reacutesistance agrave la traction par flexion est calculeacutee

Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )

En supposant que la contrainte est affecteacutee par la valeur 06 on trouve

ft=18 Pr a2 (35 )

Pr la charge de rupture Et lsquoarsquo le coteacute de la section carreacutee de lrsquoeacuteprouvette (7 cm)

C Lrsquoessai de compression sur des cubes eacutequivalents

Lrsquoessai de compression sur des cubes eacutequivalents de 7x7x7 cm a eacuteteacute reacutealiseacute sur la mecircme

machine de compression Les demi prismes des eacuteprouvettes 7x7x28 obtenues apregraves rupture

en flexion ont eacuteteacute rompus en compression comme indiqueacute sur la figure (313)

La contrainte en compression sur cube est alors

fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )


Fig311 machine de flexion utiliseacutee Fig312Dispositif de rupture en traction par

flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a


37 Mesure de lrsquoabsorption capillaire et de perte en poids 371 Mesure de lrsquoabsorption capillaire

Nous nous sommes inteacuteresseacutes agrave lrsquoabsorption capillaire du mortier pour connaicirctre son

comportement en preacutesence drsquoeau

Lrsquoessai consiste agrave deacuteterminer la quantiteacute drsquoeau absorbeacutee par le mortier en fonction du

temps

Pour ce faire il suffit de positionner les eacuteprouvettes dans le sens vertical dans 7 mm drsquoeau

apregraves avoir soin drsquoenrouler la base dans du papier aluminium

Puis on procegravede agrave de releveacutes de masses successifs sur des intervalles de temps tregraves courts au

deacutebut puis de plus en plus espaceacutes au fur et agrave mesure que lrsquoon avance dans lrsquoexpeacuterience

Une fois les releveacutes de masses effectueacutees ou en deacuteduit par un calcul le coefficient

drsquoabsorption capillaire Ca qui permettra de tracer la courbe de la remonteacutee capillaire en

fonction du temps

Ca = masse drsquoeau aire (kgm2 )

372 Essai de la perte en poids

Les mesures de retrait ont eacuteteacute accompagneacutees par les peseacutees des eacuteprouvettes 7x7x28 dans le

but de suivre l lsquoeacutevolution des eacutechanges hydriques entre les eacuteprouvettes et le milieu de

conservation

Pr

Pr

Section de rupture en flexion 7

Face supeacuterieure de lrsquoeacuteprouvette

Fig313 Dispositif de rupture en compression


Les mesures de variation du poids ont eacuteteacute reacutealiseacutees lrsquoaide drsquoune balance eacutelectromeacutecanique

permettant une preacutecision de 01 gramme ( fig314 )

Fig314 Balance utiliseacutee pour la mesure des variations en poids


38 Conclusion Lrsquoeacutetude de tous les paramegravetres susceptibles drsquoinfluencer sur les proprieacuteteacutes du mortier est

tregraves difficile agrave reacutealiser dans un laboratoire car cela neacutecessite du temps des moyens parfois

sophistiqueacutes et la collaboration de plusieurs chercheurs

La reacutesistance en compression et la reacutesistance agrave la traction par flexion qui constituent les

proprieacuteteacutes les plus utiliseacutees ont eacuteteacute eacutetudieacutees sous lrsquoinfluence de deux paramegravetres importants

qui sont la nature des fibres le pourcentages des fibres

Les proceacutedures drsquoessais eacutetant deacutecrites ci avant les diffeacuterents reacutesultats obtenus seront

preacutesenteacutes et commenteacutes dans le chapitre suivant

41 Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip98 42 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de polystyregravene sur le comportement des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip101 421 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip101 422 Lrsquoouvrabiliteacute helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip102 423 La masse volumique apparentehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip104 424Absoption capillairehelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip106 425 Perte en poidshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip108 426 performances meacutecaniqueshelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip110 4261Reacutesistance agrave la compression sur eacuteprouvettes cylindriqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip111 4262 Reacutesistance agrave la traction par flexion sur eacuteprouvettes prismatiqueshelliphelliphelliphelliphelliphellip115 427 Bilan helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 117 43 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de copeaux drsquoacier sur le comportement des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip119 431 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip119 432Reacutesistance agrave la compression sur eacuteprouvettes cylindriqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip119 423 Reacutesistance agrave la traction par flexion sur eacuteprouvettes prismatiqueshelliphelliphelliphelliphelliphellip122 424 Bilan helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 124 44 Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de copeaux de bois sur le comportement des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip126 441 Introductionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip126 442Reacutesistance agrave la compression sur eacuteprouvettes cylindriqueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip126 443 Reacutesistance agrave la traction par flexion sur eacuteprouvettes prismatiqueshelliphelliphelliphelliphelliphellip130 444 Bilan helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 132 45 Etude de lrsquoinfluence de la nature de fibres sur les performances meacutecaniques de bois sur le comportement des mortiers helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip134 451 Dosage des fibres 1helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip134 452Dosage des fibres 2helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip138 453 Bilan helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 142 46 conclusionhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 144

4 Reacutesultats

et

discussions

ccchhhaaapppiiitttrrreee

Chapitre 04 Reacutesultats et discussions 98

41 Introduction

Dans ce chapitre on preacutesente les diffeacuterents reacutesultats obtenus dans cette recherche et cela

pour montrer lrsquoinfluence de type de fibre et le pourcentage de fibres sur la reacutesistance en

compression sur cylindres et sur les eacuteprouvettes de forme cubique eacutequivalent la reacutesistance en

traction en fin lrsquoabsorption capillaire et la perte en poids


INFLUENCE DU POURCENTAGE

DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS


Reacutesultats et discussions drsquoun

mortier renforceacute

de billes de polystyregravene


42Etude de lrsquoinfluence de lrsquointroduction des billes de polystyregravene sur le

comportement du mortier

421Introduction

Nous avons donc commenceacute notre recherche dans un domaine tregraves ouvert ougrave le champ

drsquoinvestigation est tregraves vaste vu le nombre important des paramegravetres

Des essais preacutealables sur la rheacuteologie nous a guideacute agrave fixer les dosages des billes de

polystyregravene agrave introduire dans les mortiers

Chaque gacirccheacutee est preacutepareacutee de la mecircme maniegravere en effet seul le polystyregravene est variable

Crsquoest drsquoailleurs lrsquoobjet de notre recherche

TABLEAU 41QUANTITE DES MATERIAUX MISE EN ŒUVRE

QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g

de polystyregravene 0 05 1 15 2 3 4

Masse de polystyregravene en

fonction de la masse de ciment

0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g

Notation MT MP5 MP10 MP15 MP20 MP30 MP40

Le tableau 41 regroupe les quantiteacutes des diffeacuterents constituants des mortier eacutelaboreacutes

Nous preacutesentons ci-apregraves les reacutesultats obtenus de lrsquoeacutetude expeacuterimentale qui nous avons

meneacute pour quantifier lrsquoapport des billes de polystyregravene sur les principales caracteacuteristiques du

composite


4221 Lrsquoouvrabiliteacute

Il est important de connaicirctre et de quantifier la faciliteacute qursquoa un mortier agrave se mettre en

œuvre

Lrsquointerpreacutetation des reacutesultats se fait en comparant les temps obtenus lors des essais avec la

norme

Les critegraveres suivants donnent la consistance du mortier

TEMPS CONSISTANCE

0lttlt5 Mortier tregraves fluide

5lttlt10 Mortier fluide

10lttlt20 Mortier tregraves plastique

20lttlt30 Mortier plastique

Nous avons chercheacute dans cette eacutetude agrave connaicirctre lrsquoinfluence du polystyregravene sur

lrsquoouvrabiliteacute du mortier

Apregraves plusieurs essais nous avons obtenu les reacutesultats suivants regroupeacutes dans le

tableau42

TABLEAU42 MANIABILITE DES MORTIERS RENFORCEE DE POLYSTYRENE

Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22

Fig41maniabiliteacute du mortier en fonction du pourcentage de polystyregravene

Maniabiliteacute du mortier en fonction du pourcentage du polystyregravene

4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5

Pourcentage de polystyregravene ()

Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires

Sur cette figure on constate que le polystyregravene a peu drsquoinfluence sur la maniabiliteacute pour

les teneurs infeacuterieures agrave 2 les temps drsquoeacutecoulement sont infeacuterieurs agrave 10 secondes le mortier

est donc fluide

Par contre agrave partir de 3 le meacutelange devient plastique

Donc au-delagrave de cette valeur critique la structure du mortier change les fines eacutetant

remplaceacutees par les billes de polystyregravene drsquoun diamegravetre supeacuterieur la pacircte liante est en faible

quantiteacute et nrsquoassure plus son rocircle de lubrifiant

Ainsi que les grains srsquoarrangent moins bien entre eux et le mortier de vient plus difficile agrave

mettre en œuvre


423 La masse volumique apparente

la masse volumique nous servira agrave expliquer le comportement du mortier aux reacutesistances

meacutecaniques

les reacutesultats obtenus sont les suivants

TABLEAU43 LES MASSES VOLUMIQUES DES DIFFERENTS MORTIERS RENFORCE DE POLYSTYRENE EN

FONCTION DE LEURS POURCENTAGE DES BILLES DE POLYSTYRENE

MELANGE MT MP5 MP10 MP15 MP20 MP30 MP40

Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse

volumique Teacutemoin

100 8766 7708 7066 5995 5461 5023

Fig42 masses volumiques en fonction du pourcentage des billes de polystyregravene

Commentaires

Drsquoapregraves les reacutesultats obtenus nous pouvons constater que la masse volumique fraicircche drsquoun

mortier teacutemoin est drsquoenviron 2200 kgm3

Alors que celle drsquoun mortier renforceacute de 4 de polystyregravene agrave une masse volumique

de1100 kgm3 drsquoougrave une diminution de la masse volumique de 50 entre un mortier sans

fibres et un mortier agrave 4 de fibres de polystyregravene

Masses volumiques du mortier renf orceacute en f onction du pourcentage de polysty regravene

22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5

Pourcentage de polystyregravene

Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique


De plus nous pouvons remarquer qursquoil existe des paliers pour les quels la masse

volumique diminue remarquablement

Le premier palier srsquoobserve tregraves rapidement pour une teneur de 05 de polystyregravene la

masse volumique est de 1939 kgm3 soit 10 de moins que celle du mortier de reacutefeacuterence

Ensuite nous avons un deuxiegraveme palier pour un dosage agrave 1 et pour lequel une

diminution suppleacutementaire de 10 de la masse volumique

En fin le troisiegraveme palier regroupant les mortiers dont le pourcentage de polystyregravene

deacutepasse les 2 Au-delagrave de ce seuil la masse volumique se stabilise

Ainsi la masse volumique apparente du mortier diminue lorsque le dosage en

polystyregravene augmente car la densiteacute du polystyregravene est eacutegale agrave 1100 de la densiteacute du mortier

Donc agrave volume eacutegal le mortier contenant du polystyregravene sera leacuteger

Nous avons remarqueacute que les billes de polystyregravene conservent leurs formes et leur

reacutepartition dans le mortier reste homogegravene quelque soit le dosage


424 Absorption capillaire

Nous nous somme inteacuteresseacutes agrave cette caracteacuteristique afin de connaicirctre le comportement

des matrices renforceacutees de polystyregravene en preacutesence drsquoeau En effet il est tregraves important de

quantifier la preacutesence des vides dans le mortier afin drsquoanticiper la compreacutehension des

pheacutenomegravenes drsquoeacuteclatement du beacuteton lieacutes au gel

Les reacutesultats obtenus sur les diffeacuterents meacutelanges (0 - 05 et 1 ) sont illustreacutes sur

la figure 43

Nous pouvons observer que lrsquoabsorption capillaire drsquoun mortier qui contient 1 de

polystyregravene est plus faible que celles du mortier doseacute agrave 05 et du mortier teacutemoin (0)

Donc plus le mortier est riche en polystyregravene et moins il absorbe du lrsquoeau

Ce pheacutenomegravene peut ecirctre expliqueacute par

bull le polystyregravene est mateacuteriaux non poreux lrsquoeau ne peut pas peacuteneacutetrer agrave lrsquointeacuterieure

des billes de polystyregravene

TABLEAU44LCOURBES DrsquoABSOPTION CAPILLAIRE EN FONCTION DU TEMPS ET LE POURCENTAGE DES BILLES DE POLYSTYRENE

TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420

Fig43courbes drsquoabsorption capillaire en fonction du temps pour de diffeacuterents meacutelanges (MT MP5 MP10)

Labsorption capil laire en fonction du temps

0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1


bull Un mortier teacutemoin est composeacute drsquoun grand nombre de vides or lorsque on

introduit les billes de polystyregravene dans le meacutelange elles occupent la place des vides

empecircchant ainsi lrsquoeau de les remplir

En effet lorsque le mortier est immergeacute dans lrsquoeau cette derniegravere entre par les

capillaires et lrsquoinfiltre dans le mateacuteriau pour aller remplir les vides existants faisant

ainsi augmenter les poids total

Cependant les billes que lrsquoon introduit dans le mortier elles prennent la place des

vides lrsquoeau peacutenegravetre mais en plus faibles quantiteacute dans le mateacuteriau consideacutereacute et le poids

total augmente peu


425perte en eau (poids)

Le tableau suivant 45 regroupe les reacutesultats de la perte en poids des diffeacuterents meacutelanges agrave

diffeacuterents eacutecheacuteances

Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861

Tableau45 perte en poids x 10-3 drsquoun mortier renforceacute de billes de polystyregravene

Fig 44 Evolution de la perte en poids a partir du deacutecoffrage (polystyregravene)

Commentaires

On constate qursquoagrave tregraves jeune acircge le mortier teacutemoin perd plus drsquoeau (presque le double) que

les autres meacutelanges cela est ducirc sans doute agrave la structure poreuse du mortier sans polystyregravene

dans de dernier lrsquoeau se trouve pieacutegeacutee (emprisonneacutee)

000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j

variation du poids des mortiers renforceacutes de polystyregravene par rapport au teacutemoin en fonction du temps


Au delagrave de cette eacutecheacuteance lrsquoeffet srsquoinverse complegravetement ougrave on remarque que la perte en

poids augmente avec lrsquoaugmentation du dosage en polystyregravene cela est ducirc agrave la quantiteacute drsquoeau

libre eacutevaporeacutee drsquoun mortier agrave un autre en fonction de quantiteacute de polystyregravene introduite


426 Performances meacutecaniques

Lrsquoun des points importants agrave eacutetudier dans notre recherche est en effet les performances

meacutecaniques

Nous avons compareacute nos mortiers renforceacutes de polystyregravene agrave notre mortier teacutemoin afin de

deacuteterminer son influence en fonction de son dosage

Les essais sur les diffeacuterents eacuteprouvettes doivent ecirctre effectuer agrave certaines eacutecheacuteances

- Eprouvettes cylindriques 16x32 cm ndash Elancement 2 destineacutees aux essais de la

reacutesistance agrave la compression aux eacutecheacuteances de 7j et 28 jours

- Eprouvettes prismatiques 7x7x28 cm destineacutees aux essais de la reacutesistance agrave la

flexion trois points

- Demi-eacuteprouvettes rompues en deux parties lors de lrsquoessai de flexion sans en modifier

les caracteacuteristiques meacutecaniques


4261 Reacutesistance agrave la compression sur eacuteprouvettes cylindriques

Une partie tregraves importante de cette recherche a porteacute sur lrsquoeacutetude des performances

meacutecaniques tous les reacutesultats obtenus sont regroupeacutes dans le tableau suivant 46

TABLEAU 46 RESULTATS DE LA RESISTANCE A LA COMPRESSION SUR EPROUVETTES

16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires

Nous remarquons que la reacutesistance agrave la compression eacutevolue en fonction du temps

drsquoeacutecrasement Elle atteint plus de 65 de sa reacutesistance finale agrave 7 jours quel que soit le

meacutelange consideacutereacute

Nous allons proceacuteder en exploitant ces reacutesultats par une seacuterie drsquohistogrammes et de

courbes

En signalent qursquoil est tregraves important de se reacutefeacuterer agrave ce tableau en parallegravele de ces

histogrammes et courbes surtout quand il srsquoagit de constater des diffeacuterences de valeurs ou

pour des proportions

Lrsquohistogramme de la figure 45 suivante montre une particulariteacute eacutevidente du polystyregravene

il fait chuter la reacutesistance agrave la compression du mortier et ce quelle que soit lrsquoeacutecheacuteance



[0 1 et 3 ]

La figure 45 montre lrsquoinfluence du polystyregravene sur la reacutesistance agrave la compression pour les

diffeacuterentes eacutecheacuteances on constate que lrsquointroduction de 1 de polystyregravene diminue la

reacutesistance agrave la compression drsquoenviron 35 par rapport au mortier teacutemoin

Par contre on constate malgreacute la preacutesence du polystyregravene que le mortier est de plus en plus

reacutesistant avec le temps On peut dire que le polystyregravene nrsquoa pas drsquoinfluence significative sur

lrsquoeacutevolution de la reacutesistance du mortier au cours du temps

A 3 de polystyregravene on constate une diminution de la reacutesistance en cors plus forte que

pour le mortier agrave 1 Ceci confirme le fait que le polystyregravene ait une influence tregraves

importante sur la reacutesistance du mortier et plus que le pourcentage est important plus son

influence est grande

Une question srsquoimpose yrsquoa-t-il proportionnaliteacute entre la quantiteacute de polystyregravene

introduite dans la matrice et sa reacutesistance

Lrsquohistogramme de la figure ci-dessous preacutesente plusieurs points inteacuteressants il compare

tous les mortiers contenant du polystyregravene entre eux

Rc7 (MPa) Rc28 (MPa)

43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)

La reacutesistance agrave la compression en fonction du pourcentage des bi l les de polystyregravene

0

1

3



On constate qursquoentre 05 et 2 il y a effectivement proportionnaliteacute

- Si on double le dosage de polystyregravene on reacuteduit de moitieacute la reacutesistance

- Par contre ceci nrsquoest plus valable en deacutepassant le seuil de 2 la diffeacuterence de

reacutesistance entre un mortier agrave 2 et un autre agrave 4 est tregraves faible [ il nrsquoy a plus alors

de reacuteduction de moitieacute de la reacutesistance lorsqursquoon double le dosage en polystyregravene]

Ceci est nettement visible sur la courbe de la figure47suivante qui montre tregraves bien la

saturation qui apparaicirct au-delagrave de 2 de polystyregravene


On peut dire que les reacutesistances sont proportionnelles au cours du temps

Le mortier contenant un certain pourcentage de polystyregravene reacutesistera toujours drsquoune

certaine proportion par rapport au teacutemoin

299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)


La reacutesistance agrave la compression en f onction du pourcentage des billes de polysty regravene

0

050

1

150

2

3

4

la reacutesistance agrave la compression

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5

pourcentage des billes de poly sty regravene ()

Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)


- Un mortier agrave 05 de polystyregravene reacutesiste agrave environ 23 du mortier teacutemoin

- Un mortier agrave 1 de polystyregravene reacutesiste agrave environ 13 du mortier de reacutefeacuterence

- Un mortier de 2 agrave 4 de polystyregravene reacutesiste agrave environ 110 du mortier sans

polystyregravene

Ceci constate quel que soit lrsquoacircge du mortier et confirme lrsquohypothegravese que le polystyregravene

nrsquoinflue pas sur lrsquoeacutevolution de la reacutesistance au cours du temps [crsquoest agrave dire ne perturbe pas le

durcissement]

La preacutesence du polystyregravene dans le mortier lui confegravere une modification de la rupture

Nous avons constateacute lors de lrsquoeacutecrasement des diffeacuterents meacutelanges que les eacuteprouvettes ne

cassaient pas du tout de la mecircme maniegravere

Lrsquoapparition du cocircne de rupture est preacutesenteacute dans tous les mortiers de reacutefeacuterence mais elle

est de plus discret lorsqursquoon augmente le dosage en polystyregravene et tregraves rarement agrave fort dosage

Un autre point tregraves significatif le mortier teacutemoin explose tandis que les autres mortiers

contenant du polystyregravene ont plutocirct une rupture interne moins visible externe On peut dire

que la preacutesence du polystyregravene modifieacute lrsquoendommagement des matrices cimentaires en

donnant une certaine coheacutesion et une souplesse agrave la ruine


4262Reacutesistance agrave la flexion sur eacuteprouvettes prismatiques

Tous les reacutesultats obtenus sont regroupeacutes dans le tableau suivant tableau47

TABLEAU 47 RESULTATS DE LA RESISTANCE A LA FLEXION SUR EPROUVETTES

PRISMATIQUE 7X7X28 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194

Les courbes de la figue ci dessous (fig48) montre et confirme que lrsquoajout de polystyregravene

engendre une diminution de la reacutesistance des mortiers

Fig48Evolution de la reacutesistance en flexion en fonction du pourcentage des billes de polystyregravene

Cette figure ne fait pas apparaicirctre le seuil qui existait agrave partir de 2 pour la compression

Lrsquoeacutevolution de la reacutesistance en flexion est moins accentuel que pour la compression

Lrsquohistogramme de la figure suivante fig49 montre que le polystyregravene agrave moins drsquoinfluence

en flexion qursquoen compression

Reacutesistance agrave la f lexion en f onction du pourcentage des billes de poly styegravene

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5

Pourcentage des billes de poysty regravene ()

Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)


Fig49 Histogramme de la reacutesistance agrave la traction par flexion pour des diffeacuterents pourcentages de polystyregravene

Ces reacutesultats peuvent ecirctre tregraves inteacuteressants selon lrsquoemploi du mateacuteriau eacutelaboreacute

En effet lorsqursquoun mortier agrave 2 avait une reacutesistance agrave la compression que de 110 du

mortier teacutemoin il en aura en flexion 410 crsquoest agrave dire quatre fois plus

Pour expliquer cette diffeacuterence de comportement entre lrsquoinfluence du polystyregravene en

compression ou en flexion il faut faire le bien entre le mode de rupture selon qursquoil contient du

polystyregravene ou non

En effet nous avons constateacute qursquoen compression les eacuteprouvettes contenant du polystyregravene

nrsquoexplosaient pas contrairement agrave celles du teacutemoin

Nous avons signaleacute une certaine coheacutesion de la matrice due agrave lrsquoadheacuterence entre la pacircte de

ciment et les billes Crsquoest cette mecircme adheacuterence qui est utile agrave la flexion et qui permet de

garder des proportions de reacutesistance plus eacuteleveacutes qursquoen compression malgreacute la preacutesence de

polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)

Rt7 (Mpa) Rt28 (Mpa)

Reacutesistance en f lexion

0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan

Nous avons mis en eacutevidence les effets de lrsquointroduction du polystyregravene dans les matrices

cimentaires

- une chute de reacutesistance eacutetait preacutevisible car le polystyregravene reacuteduit la surface reacutesistance

drsquoune section Il consiste agrave fabriquer un mortier plein de poches drsquoaire qui nrsquoont

aucune reacutesistance

- Un seuil est observeacute qui est atteint pour dosage de 2 ougrave lrsquoeacutevolution de la

reacutesistance agrave la compression diminue

- Un comportement tregraves diffeacuterent entre les sollicitations de compression et de flexion

- Modification de lrsquoendommagement

- En faisant une analogie avec les reacutesistances obtenus lors des essais de reacutesistance agrave la

compression nous constatons que les paliers (seuils) sont identique agrave ceux des

masses volumiques apparentes il y a donc une correacutelation entre les deux

caracteacuteristiques

- La chute de la reacutesistance agrave la compression du mortier srsquoexplique par la diminution de

sa masse volumique due au chargement de la structure interne du mortier




de copeaux drsquoacier


43 Etude de lrsquoinfluence des fibres copeaux drsquoacier sur les performances des

mortiers

431 introduction

Lrsquoune des caracteacuteristiques les plus importante agrave eacutetudier dans notre recherche est en effet

les performances meacutecaniques

Il est tregraves important de connaicirctre la reacutesistance du mortier agrave diffeacuterents acircges Car il faut ecirctre

capable de deacuteterminer lrsquoeacutevolution de ces caracteacuteristiques au cours du temps afin de pouvoir la

reacutesistance drsquoun mortier au lrsquoinstant t

Dans ce sens nous effectueacute une seacuterie drsquoessais de reacutesistance agrave la compression et agrave la

traction par flexion

Ainsi nous avons reacutealiseacute des essais agrave 7 et 28 jours


Tous les reacutesultats obtenus sont regroupeacutes dans le tableau suivant

TABLEAU 48 RESULTATS DE LA RESISTANCE A LA COMPRESSION SUR

EPROUVETTES 16X32 CM

0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773

Rc7 Teacutemoin 100 8130 927

Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627


Nous constatons que les reacutesistances agrave la compression sur eacuteprouvettes 16x32 eacutevoluent en

fonction du temps Elles atteignent plus de 70 de sa reacutesistance finale agrave 7 jours et ce quel

que soit la composition consideacutereacute


On peut dire que les fibres de copeaux drsquoacier nrsquoapportent pas drsquoameacutelioration appreacuteciable

en compression On remarque une diminution ce qui explique que la fibre creacutee des deacutefauts

suppleacutementaires agrave lrsquointerface fibre-matrice qui peuvent servir drsquoamorce agrave lrsquoendommagement

et donc la charge maximale


courbes En signalant qursquoil est tregraves important de se reacutefeacuterer agrave ce tableau en parallegravele de ces



Fig410 Reacutesistance agrave la compression drsquoun mortier renforceacute de copeaux drsquoacier

La figure 410montre lrsquoinfluence des copeaux drsquoacier sur la reacutesistance agrave la compression

pour les diffeacuterentes eacutecheacuteances On constate que lrsquointroduction de 1 de copeaux drsquoacier

diminue la reacutesistance agrave la compression drsquoenviron 70 par rapport au mortier teacutemoin Par

contre on constate malgreacute la preacutesence de copeaux drsquoacier que le mortier est de plus en plus

reacutesistant avec le temps On peut dire que les copeaux drsquoacier nrsquoagrave pas drsquoinfluence significative

sur lrsquoeacutevolution de la reacutesistance du mortier au cours du temps

A 2 de copeaux drsquoacier on constate une leacutegegravere augmentation de la reacutesistance agrave la

compression par rapport au mortier agrave 1 Ceci confirme le fait que les copeaux drsquoacier aient

une influence importante sur la reacutesistance du mortier et que plus le pourcentage est important

plus lrsquoinfluence est grande

299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)

Rc7 (Mpa) Rc28 (Mpa)

Reacutesistance agrave la compression dun mortier renf oceacute de copeaux dacier

0

1

2


Donc on constate que la preacutesence des fibres dans la matrice permet drsquoameacutelioreacute la

ductiliteacute des eacuteprouvettes

Ainsi que la preacutesence des copeaux drsquoacier dans le mortier lui confegravere une modification de

la rupture


433 reacutesistance agrave la traction par flexion

Tableau49 RESULTATS DE LA RESISTANCE A LA FLEXION SUR EPROUVETTES


0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493

Rt7 Teacutemoin 100 10490 9666

Rt28 (Mpa) 62 719 677


Les courbes de la figure ci dessous (fig411) montre et confirme que lrsquoajout de copeaux

drsquoacier engendre une augmentation de la reacutesistance en flexion des mortiers Cette ameacutelioration

est importante pour un dosage de fibres eacutegal agrave 1 et elle se rapproche au mortier teacutemoin pour

un dosage de fibres eacutegal agrave 2

Par contre malgreacute la preacutesence des copeaux drsquoacier le mortier est de plus en plus reacutesistant

avec le temps

Ainsi que malgreacute lrsquoaugmentation de pourcentage de fibres copeaux drsquoacier agrave 2 on

observe une diminution de reacutesistance en flexion par rapport au mortier agrave 1 de fibres


Reacutesistance agrave la traction par f lexion dun mortier renf orceacute de copeaux dacier

51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3

pourcentage des copeaux dacier

Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)


L lsquohistogramme ci-dessous de la fig412 montre que les copeaux drsquoacier ont une influence

en flexion importante qursquoen compression


On trouve que la preacutesence des fibres de copeaux drsquoacier augmente fortement la reacutesistance agrave

la flexion cette augmentation est de lrsquoordre 115 agrave 1 de fibres crsquoest agrave dire 115 fois par

rapport au teacutemoin

Donc les fibres modifient le meacutecanisme drsquoendommagement

51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)


Reacutesistance agrave la traction par flexion dun mortier renforceacute de copeaux dacier

0

1

2


434 Bilan

Nous avons mis en eacutevidence les effets de lrsquointroduction de copeaux drsquoacier dans les

matrices cimentaires

- On observe pour un dosage de 2 de fibres copeaux drsquoacier une eacutevolution de la

reacutesistance agrave la compression qui augmente par rapport agrave 1 de fibres



- Drsquoapregraves lrsquoaugmentation de la reacutesistance agrave la compression de mortier de fibres de

copeaux drsquoacier on conclut que la preacutesence des fibres la matrice permet drsquoameacuteliorer

la ductiliteacute des eacuteprouvettes

- Ainsi que la rupture fragile caracteacuteristique du mortier sans fibres nrsquoest plus observeacute

en preacutesence des fibres




de copeaux de bois


44 Etude de lrsquoinfluence des fibres copeaux de bois sur les performances des

mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728






On peut dire que les fibres de copeaux de bois nrsquoapportent pas drsquoameacutelioration appreacuteciable








Fig413 Reacutesistance agrave la compression drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois

La figure 413montre lrsquoinfluence des copeaux de bois sur la reacutesistance agrave la compression

pour les diffeacuterentes eacutecheacuteances On constate que lrsquointroduction de 1 de copeaux de bois


contre on constate malgreacute la preacutesence de copeaux de bois que le mortier est de plus en plus

reacutesistant avec le temps On peut dire que les copeaux de bois nrsquoagrave pas drsquoinfluence significative


A 2 de copeaux de bois on constate une diminution de la reacutesistance agrave la compression

encore plus forte que pour le mortier agrave 1 Ceci confirme le fait que les copeaux de bois aient

une influence tregraves importante sur la reacutesistance du mortier et que plus le pourcentage est

important plus lrsquoinfluence est grande

299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)


Reacutesistance agrave la compression dun mrtier renforceacute de copeaux de bois

0

1

2


Une question srsquoimpose yrsquoa-t-il proportionnaliteacute entre la quantiteacute de fibres de copeaux de bois



de fibres

Drsquoapregraves la fig414 il est nettement visible qursquoil ylsquoa une proportionnaliteacute entre la quantiteacute

de copeaux de bois introduite dans la matrice et sa reacutesistance et la fig ci-dessus montre bien la

saturation qui apparaicirct au-delagrave de2 de copeaux de bois

On peut dire donc que les reacutesistances sont proportionnelles au cours tu temps

Le mortier contenant un certain pourcentage de copeaux de bois reacutesistera toujours drsquoune


- un mortier agrave 1 de copeaux de bois reacutesiste agrave environ 13 du mortier teacutemoin

- un mortier agrave 2 de copeaux de bois reacutesiste agrave environ 110 du mortier de reacutefeacuterence

Ceci se constate quel que soit lrsquoacircge du mortier et confirme lrsquohypothegravese que les copeaux de

bois nrsquoinflue pas sur lrsquoeacutevolution de la reacutesistance au cours du temps (crsquoest agrave dire ne perturbe

pas le durcissement )

La preacutesence de copeaux de bois dans le mortier lui confegravere une modification de la rupture



Reacutesistance agrave la compression en f onction du porcentage des copeaux de bois

299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3

Pourcentage de f ibres ()

Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)


Lrsquoapparition du cocircne de rupture est preacutesenteacute dans tous mortiers de reacutefeacuterence mais elle est

de plus en plus discret lorsqursquoon augmente le dosage en copeaux de bois et tregraves rarement agrave

fort dosage


contenant de copeaux de bois ont plutocirct une rupture interne moins visible externe On peut

dire que la preacutesence de copeaux de bois modifie lrsquoendommagement des matrices cimentaires

en donnant une certaine coheacutesion et une souplesse agrave la ruine





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198


Les courbes de figure ci-dessous fig415 montre et confirme que lrsquoajout de copeaux de bois



du pourcentage de fibres


lrsquoeacutevolution de la reacutesistance en flexion est moins accentueacutee que pour la compression

Lrsquohistogramme de la figure suivante fig416 montre bien que les copeaux de bois ont

moins drsquoinfluence en flexion qursquoen compression

reacutesistance agrave la traction par f lexion en f ontion du pourcentage de copeaux de bois

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3

pourcentage de f ibres ()

Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)


Fig416Histogrammes de la reacutesistance agrave la traction par flexion drsquoun mortier renforceacute de copeaux de bois


En effet lorsqursquoon un mortier agrave 2 avait une reacutesistance agrave la compression que de 110 du

mortier teacutemoin il en aura en flexion 310 crsquoest agrave dire trois fois plus

Pour expliquer cette diffeacuterence de comportement ente lrsquoinfluence de copeaux de bois en

compression ou en flexion il faut faire le lien entre le mode de rupture du mortier selon qursquoil

contient de copeaux de bois ou non En effet nous avons constateacute qursquoen compression les

eacuteprouvettes contenant de copeaux de bois nrsquoexplosaient pas contrairement agrave celles du teacutemoin


ciment et les copeaux crsquoest cette mecircme adheacuterence qui est utile agrave la flexion et qui permet de

garder des proportions de reacutesistance plus eacuteleveacutees qursquoen compression malgreacute la preacutesence de

copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)


Reacutesistance agrave la traction par flexion dun fortier renforceacute de copeaux de bois

0

1

2


444 Bilan

Nous avons mis en eacutevidence les effets de lrsquointroduction de copeaux de bois les matrices

cimentaires

- une chute de reacutesistance eacutetait preacutevisible car les copeaux de bois reacuteduit la surface

reacutesistance drsquoune section Il consiste agrave fabriquer un mortier plein de poches drsquoair qui

nrsquoont aucune reacutesistance

- Un seuil est observeacute qui est atteint pour un dosage de 2 ougrave lrsquoeacutevolution de la





sa masse volumique due au changement de la structure interne du mortier


INFLUENCE DE LA NATURE DE

FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS


45Ifluence de la nature des fibres sur les performances meacutecaniques des

mortiers

451Dosage de fibres 1 en masse

4511Lrsquoinfluence sur la reacutesistance agrave la compression

Tous les reacutesultats obtenus sont regroupeacutes dans le tableau suivant tableau 412

TABLEAU412 INFLUENCE DE LA NATURE DES FIBRES SUR LA RESISTANCE A LA

COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse

On constate drsquoapregraves les reacutesultats obtenus pour une teneur de 1 de fibres lrsquoordre de

classement reste inchangeacute quelque soit lrsquoeacutecheacuteance

Les meilleurs performances sont obtenues avec les meacutelanges renforceacutes de fibres de

copeaux drsquoacier

A 7 jours on obtient

Un gain de 61 par rapport aux billes de polystyregravene et un gain de 50 par rapport aux

fibres de copeaux de bois

75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)


Inf luence de la nature des f ibres sur la reacutesistance agrave la compression

MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse

Par contre les plus faibles reacutesistances meacutecaniques (Rc) sont obtenues avec les meacutelanges

renforceacutes de fibres de billes de polystyregravene comme illustreacute sur la figure 418

Influence de la natue des f ibres sur la reacutesistance agrave la compression

0

5

10

15

20

25

30

35

40

MP10 MC10 MB10nature des f ibres

Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)


4512Lrsquoinfluence sur la reacutesistance agrave la traction par flexion



TRACTION PAR FLEXION

M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309


pour un dosage 1 en masse


un dosage 1 en masse


classement nrsquoest pas le mecircme par rapport agrave la compression

3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)


Influence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la traction par flexion

MP10

MC10

MB10

Rt 28 (Mpa) Rt 7 (Mpa)

Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse


classement reste inchangeacute par rapport aux meacutelanges ont un taux de fibres eacutegal agrave 1 et

quelque soit lrsquoeacutecheacuteance

Les meilleurs performances sont obtenues toujours avec les meacutelanges renforceacutes de fibres de

copeaux drsquoacier

Drsquoougrave agrave 7 jours on obtient



38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)


Influence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la compression

MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse

les plus faibles reacutesistances meacutecaniques (Rc) restent toujours obtenues avec les meacutelanges


On remarque que la teneur de 1 repreacutesente lrsquooptimum concernant les meacutelanges renforceacutes

de fibres de copeaux de bois et renforceacutes de billes de polystyregravene drsquoougrave une diminution de la

Rc est constateacute agrave 2

Par contre agrave ce seuil de 1 les meacutelanges renforceacutes de copeaux drsquoacier continus agrave

srsquoameacuteliorer agrave des taux plus eacuteleveacutes Le seuil de 2 repreacutesente lrsquooptimum ougrave on obtient les

meilleures performances


0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20

influence de la nature des fibres sur la reacutesistance agrave la traction par flexion

012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)





Les meilleurs performances sont toujours obtenues avec les meacutelanges renforceacutes de fibres de

copeaux drsquoacier







Drsquoapregraves lrsquohistogramme on obtient aussi un gain de 10 par rapport agrave une teneur de fibres

eacutegale agrave 1

Ceci confirme que les seuils de diffeacuterents renforts varies selon la nature des fibres

bull Pour les copeaux de bois et les billes de polystyregravene crsquoest 1

bull Pour les copeaux drsquoacier crsquoest 2


453 Bilan

nous avons mis en eacutevidence les effets de lrsquointroduction de diffeacuterentes natures de fibres dans

les matrices cimentaires

- Les meilleurs performances meacutecaniques (reacutesistance agrave la compression et agrave la traction

par flexion) sont obtenues toujours avec les meacutelanges renforceacutes de fibres de copeaux

drsquoacier quelque soit le taux de fibres

- Les plus faibles reacutesistances meacutecaniques (reacutesistance agrave la compression) sont obtenues

avec les meacutelanges renforceacutes de billes de polystyregravene Par contre les plus faibles

reacutesistances meacutecaniques (reacutesistances agrave la traction par flexion) sont obtenues avec les

meacutelanges renforceacutes de copeaux de bois

- Pour la reacutesistance agrave la compression lrsquoordre de classement reste inchangeacute quelque soit

le taux de fibres

- Pour la reacutesistance agrave la traction par flexion lrsquoordre de classement est aussi inchangeacute

quelque soit le taux de fibres

- Par contre lrsquoordre de classement de la reacutesistance agrave la traction par flexion se change

par rapport agrave la reacutesistance agrave la compression

- Le seuil de 2 repreacutesente lrsquooptimum concernant les meacutelanges renforceacutes de copeaux

drsquoacier ougrave on obtient les meilleures performances

- La teneur de 1 repreacutesente lrsquooptimum concernant les meacutelanges renforceacutes de

copeaux de bois et renforceacutes de billes de polystyregravene drsquoougrave une diminution de la

reacutesistance agrave la compression et agrave la traction par flexion est constateacutee agrave 2 donc les

seuils de diffeacuterents renforts varies selon la nature des fibres

Pour les copeaux de bois et les billes de polystyregravene crsquoest 1

Pour les copeaux drsquoacier crsquoest 2


- Le gain de la reacutesistance agrave la compression pour une teneur de fibres eacutegale agrave 2 est de

20 par rapport agrave une teneur de fibres eacutegale agrave 1

- Le gain de la reacutesistance agrave la traction par flexion pour une teneur de fibres eacutegale agrave 2

est de 10 par rapport agrave une teneur de fibres eacutegale agrave 1

- Donc le gain de la compression est 2 fois plus que de la traction par flexion


46Conclusion

Nous avons mis en eacutevidence les effets de lrsquointroduction de fibres billes de

polystyregravene copeaux drsquoacier et copeaux de bois dans les matrices cimentaires

- Une chute de reacutesistance eacutetait preacutevisible pour les mortiers renforceacutes de polystyregravene et

de copeaux de bois car le polystyregravene et les copeaux de bois reacuteduisent la surface

reacutesistance drsquoune section Il consiste agrave fabriquer un mortier plein de poches drsquoaire qui

nrsquoont aucune reacutesistance Par contre on observe pour un dosage de 2 de fibres

copeaux drsquoacier une eacutevolution de la reacutesistance agrave la compression qui augmente par

rapport agrave 1 de fibres

- La chute de la reacutesistance agrave la compression du mortier srsquoexplique par la diminution

de sa masse volumique due au changement de la structure interne du mortier



la ductiliteacute des eacuteprouvettes Cet effet est ducirc aux fibres qui continuent agrave coudre les

fissure qui se produisent

- Une perte en poids qui srsquoaccroicirct respectivement en fonction du pourcentage de

polystyregravene et de copeaux de bois avec lrsquoacircge cela peut megravene agrave des deacutegacircts par le

temps sur la construction donc il faut ecirctre vigilant pour sont utilisation dans leur

domaine drsquoapplication agrave cause de pheacutenomegravene gel et deacutegel



- La rupture fragile caracteacuteristique du mortier teacutemoin nrsquoest plus observeacutee en preacutesence

des fibres

- Tant que le volume de fibres est relativement important dans notre recherche pour

touts les mortiers utiliseacutes il devient tregraves difficile drsquoobserver des affaissements


significatifs de renforceacute de fibres crsquoest pour cette raison on a utiliseacute le

maniabilimegravetre et non pas le cocircne drsquoAbrams pour mesureacute lrsquoouvrabiliteacute des mortiers

- La nature des fibres influe sur les performances meacutecaniques des mortiers ougrave le

mortier renforceacute de copeaux drsquoacier ayant un comportement qui se rapproche au

comportement meacutecanique du teacutemoin en plus qursquoil reacutesiste bien agrave la flexion qursquoagrave la

compression par rapport aux autres mortier renforceacutes ou non drsquoougrave Le seuil de 2

repreacutesente lrsquooptimum concernant les meacutelanges renforceacutes de copeaux drsquoacier et la

teneur de 1 repreacutesente lrsquooptimum concernant les meacutelanges renforceacutes de copeaux de

bois et renforceacutes de billes de polystyregravene drsquoougrave une diminution de la reacutesistance agrave la

compression et agrave la traction par flexion est constateacutee agrave 2

Conclusion geacuteneacuterale

conclusion geacuteneacuterale 147


Le thegraveme traiteacute srsquoinscrit dans lrsquoaxe tregraves geacuteneacuteral de la valorisation des sous produits Dans

ce domaine en il existe tregraves peu de travail de recherche agrave ce sujet localement agrave lrsquoheure

actuelle

Lrsquoameacutelioration se fait par lrsquointroduction de fibres (polystyregravene copeaux drsquoacier et copeaux

de bois) de faccedilon agrave ameacuteliorer les caracteacuteristiques meacutecaniques du mateacuteriaux eacutelaboreacutes

Crsquoest le premier aspect qui est analyseacute par lrsquoeacutetude de lrsquoinfluence du taux de fibres et sa

nature

Le domaine de la recherche se limite agrave lrsquoinfluence de lrsquointroduction des fibres dans une

matrice cimentaire

Cette contribution est preacutesenteacutee en une thegravese constitue les trois grandes parties en faisant

ressortir lrsquointeacuterecirct des paramegravetres retenus et leur lien avec la deacutemarche adopteacutee

Lrsquoeacutetude drsquoun mortier consiste souvent agrave rechercher conjointement deux qualiteacutes

essentielles reacutesistance meacutecanique et lrsquoouvrabiliteacute Ces deux qualiteacutes sont eacutetroitement lieacutees

lrsquoune agrave lrsquoautre quant aux facteurs dont elles deacutependent mais elle varie en sens inverse le plus

souvent

Dans cet ordre drsquoideacutees cette recherche se fixe principalement comme objectif de faire une

eacutetude sur le comportement des mortiers de fibres (pour la confection de ce mateacuteriaux on a

utiliseacute comme fibres billes de polystyregravene copeaux de bois et copeaux drsquoacier) qui deacutepend

principalement

bull Des proprieacuteteacutes des fibres tel que (polystyregravene copeaux de bois et copeaux drsquoacier)

bull Des proprieacuteteacutes de la matrice

bull Des proprieacuteteacutes des interfaces (fibres-matrice)


On a aussi eacutetudieacute la correacutelation entre les diffeacuterents paramegravetres retenus dans des conditions

suivantes

bull Age de chargement [7j 28jours]

bull Mode de conservation identique pour lrsquoensemble des eacuteprouvettes

bull Le rapport EC constant eacutegal agrave 05

bull Mecircme proceacutedure de conception dans toute la chaicircne de production

approvisionnement eacutechantillonnage caracteacuterisation formulation malaxage

remplissage serrage conservation et essais ou mesures

La premiegravere partie agrave caractegravere bibliographique expose lrsquoidentification et caracteacuterisation

des diffeacuterents beacutetons renforceacutes de fibres et lrsquoinfluence de chaque fibres sur le comportement

du beacuteton et leur domaine drsquoapplication

La deuxiegraveme partie traite lrsquoidentification et la caracteacuterisation des diffeacuterents mateacuteriaux

retenus dans le programme expeacuterimental ainsi la formulation de chaque meacutelange et preacutesente

la meacutethodologie des essais et les mesures

La troisiegraveme partie preacutesente lrsquoensemble des reacutesultats obtenus pour les trois types de

mortiers avec la variation de leur taux de fibres utiliseacutees et une eacutetude comparative des

caracteacuteristiques meacutecaniques agrave plusieurs eacutecheacuteances Lrsquoinfluence de la variation du taux de

fibres sur les proprieacuteteacutes du mortier frais et durci mais aussi la correacutelation entre les diffeacuterents

facteurs

Drsquoapregraves les reacutesultats on deacuteduit une constation que la preacutesence des fibres modifie la

porositeacute de la matrice de mortier Dans notre cas lrsquoeacuteprouvette avec fibres est plus poreuse que

celle sans fibres et que cette porositeacute augment par lrsquoaugmentation du taux de fibres drsquoune part

et de la nature de fibres drsquoautre part Ceci rend deacutelicat lrsquointerpreacutetation des essais meacutecaniques

par reacutefeacuterence agrave la theacuteorie traditionnelle des mateacuteriaux composites dans laquelle les proprieacuteteacutes

des mateacuteriaux constitutifs peuvent ecirctre pris en compte seacutepareacutement


Les reacutesultats des essais de compression et de traction par flexion montrent que la

reacutesistance en compression et la reacutesistance en traction sont sensibles agrave la nature de fibres et

beaucoup plus au taux de fibres

Nous avons mis en eacutevidence plusieurs points importants concernant lrsquoinfluence de

lrsquoinduction des fibres sur le mortier

- Dans premier temps lrsquoeffet sur les performances meacutecaniques

Lrsquointroduction des billes de polystyregravene fait diminuer consideacuterablement la reacutesistance

moins un palier agrave partir de 2 Ceci a eacuteteacute veacuterifieacute avec la masse volumique

En effet on peut dire qursquoagrave partir de 2 qursquoil y a une modification de la structure de

la matrice Et la part des billes de polystyregravene par rapport agrave la pacircte devient preacutepondeacuterante Ce

pheacutenomegravene est observeacute lors des essais drsquoeacutecoulement ce qui confirme ce palier de saturation

- Concernant la masse volumique nous avons remarqueacute un gain tregraves inteacuteressant entre le

teacutemoin sans fibres et le meacutelange agrave 4 de billes de polystyregravene

- Lrsquointroduction des billes de polystyregravene nrsquoaugmente pas la remonteacutee capillaire mais au

contraire la fait diminuer Car le polystyregravene prend une part importante des vides dans

le mortier de reacutefeacuterence ce qui laisse beaucoup moins de place agrave lrsquoeau pour remonter

- Nous avons aussi constateacute une diminution de la capaciteacute tregraves importante du mortier agrave ce

mettre en œuvre agrave partir drsquoun seuil optimum (2)

La reacutesistance se deacuteveloppe suivant lrsquoaugmentation du taux de fibres pour les mortiers

renforceacutes de copeaux drsquoacier par contre pour un mortier renforceacute de fibres de polystyregravene la

reacutesistance se diminue par la lrsquoaugmentation de taux de fibres cela ne megravene pour constateacute

aussi qursquoil y a drsquoautre paramegravetres qui influent sur la reacutesistance du mortier lrsquoun de ces

paramegravetres lrsquoeacutelancement que notre recherche nrsquoa pas baseacute effectivement sur ce dernier

Si lrsquoeacutelancement de fibres est long on aura systeacutematiquement lrsquoaugmentation du taux de

fibres pour augmenteacute la reacutesistance en compression


Si lrsquoeacutelancement de fibres est court on aura systeacutematiquement diminution du taux de


Suite aux reacutesultats que nous avons mis en eacutevidence

Nous savons agrave preacutesent que le dosage permettant de beacuteneacuteficier de tous les avantages sans

plus perdre trop en reacutesistance et en maniabiliteacute se situe entre 1 et 2 selon la nature de

renforcement

Du fait des caracteacuteristiques trouveacutees plusieurs applications peuvent ecirctre envisageacutees pour

ce type de mortier

En effet ses tregraves bonnes capaciteacutes thermiques son gain de poids permettent de reacutealiser

des chapes cloisons isolants (tous en alleacutegeant les structures)

De plus lrsquoimputrescibiliteacute et lrsquoeacutelasticiteacute permet drsquoabsorber les chocs sans les transmettre

Donc un gain acoustique non neacutegligeable

Lrsquoenrobage des fibres confegravere au mortier une meilleure reacutesistance au feu par rapport aux

isolants classiques

Travaux de recherches suggeacutereacutes en prolongement

Nos critegraveres de reacutesistance demandant drsquoecirctre compleacuteteacutes par lrsquoeacutetude de lrsquoinfluence des autres

paramegravetres sur cette reacutesistance comme lrsquoeacutelancement de fibres lrsquoorientation de fibres le

rapport EC la geacuteomeacutetrie des fibres et drsquoautres types de fibres (drsquoautres natures)hellipetc Et

aussi drsquoecirctre compleacuteteacute par drsquoautres essais qui nous donne le rocircle de fibres utiliseacutees sur le

meacutecanisme de fissuration sur lrsquoeacutechelle micromeacutecanique et macromeacutecanique et drsquoautre eacutetude

comme

- Etude thermique

- Durabiliteacute des composites

- En fin lrsquo eacutetude eacuteconomique

Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21

v Les avantages des fibres drsquoacier dans Les poutres en T inverseacute

preacutecontraintes

Les avantages suppleacutementaires sont les suivants

bull vis-agrave-vis drsquoune fissuration lieacutee agrave des contraintes tregraves localiseacutees il est clair que si

le choix du BFM a eacuteteacute correctement reacutealiseacute ( pourcentage et longueur de la fibre

tout particuliegraverement) les fibres meacutetalliques sont plus efficaces que les cadres

drsquoeffort tranchant

bull le fait de ne plus avoir aucun avoir aucun acier passif dans lrsquoacircme de la poutre

permet drsquoy faire un certain nombre de laquo trous raquo de forme souhaiteacutee notamment

dans les parties de la poutre ou lrsquoeffort tranchant est faible Lrsquointeacuterecirct drsquoune telle

opeacuteration est de permettre de faire passer au travers de la poutre les tuyaux et

cacircbles qui sont inheacuterents agrave la construction drsquoun bacirctiment et par la mecircme de

faciliter lrsquoorganisation du chantier et de gagner du temps sur la construction du

bacirctiment et par lagrave mecircme de faciliter lrsquoorganisation du chantier et de gagner du

temps sur la construction du bacirctiment Il est eacutevident que dans le cadre drsquoune usine

de preacutefabrication le percement de ces trous est aiseacute et automatisable

bull comme dans le cas des poutres en beacuteton armeacute les fibres peuvent controcircler et

maicirctriser les fissures qui peuvent se creacuteer dans la zone d lsquoenrobage des aciers de

preacutecontrainte Ce faisant il est tout agrave fait acceptable drsquoavoir une poutre

preacutecontrainte initialement dimensionneacutee pour nrsquoecirctre jamais fissureacutee preacutesenter des

fissures peu ouvertes en fibre infeacuterieure Cette situation peut avoir pour

conseacutequence de permettre agrave la poutre de changer de classe de veacuterification en

passant de la classe I agrave la classe II agrave la classe III

Annexe 153

n Annexe 22

v Les avantages fibres drsquoaciers dans les panneaux de faccedilade et plus

geacuteneacuteralement les eacuteleacutement minces


bull Dans le cas drsquoutilisation des panneaux de faccedilade preacutefabriqueacutes les deux eacutetapes

deacutelicates sont le transport et la mise en place des panneaux Lors de ces deux

eacutetapes ce qui est important crsquoest drsquoune part drsquoavoir des panneaux les plus leacutegers

possibles ( tout en respectant les critegraveres de stabiliteacute geacuteomeacutetrique ) pour faciliter la

manutention et transportant le plus de panneaux possible et drsquoautre part que ces

panneaux se comportent bien vis-agrave-vis des chocs potentiellement nombreux qui

occasionnent des eacutepaufrures donc un deacutechet non neacutegligeable

bull Dans le cas des eacuteleacutements minces qui sont dimensionneacutes vis-agrave-vis de la flexion

composeacutee et des forces concentreacutees les BFM sont plus efficaces que dans le cas

de toute autre application industrielle La raison principale en est simple du fait

des rapports longueur de la fibreeacutepaisseur de lrsquoeacuteleacutement les fibres ont une

orientation preacutefeacuterentielle tregraves forte dans la direction perpendiculaire agrave cette

eacutepaisseur ce qui induit une efficaciteacute maximale des fibres vis-agrave-vis des fissures de

flexion composeacutee et de celles geacuteneacutereacutees par les forces concentreacutees La distribution

des fibres est le plus souvent orthotrope

Annexe 154

n Annexe 23

Polypropylegravene Fibril F Fibril F

est la marque deacuteposeacutee pour un groupe de fibres de polypropylegravene reacutesistantes aux alcalis


CARACTERISTIQUES

bull Petits paquets de fibres fibrilleacutees les fibres se deacutetachent sous lrsquoeffet abrasif des

agreacutegats

bull Reacutesistance agrave la traction supeacuterieure

bull Module drsquoeacutelasticiteacute eacuteleveacute

bull Tregraves bonne reacutepartition dans la matrice du beacuteton gracircce au revecirctement speacutecial des

fibres

bull Chimiquement inerte excellente reacutesistance aux acides et bases APPLICATION

bull Preacutevention de lrsquoapparition de fissures dans le beacuteton suite aux contractions plastiques

et de seacutechage (speacutecialement pour sols industriels et beacuteton routiegravere) par suite de

laugmentation de la reacutesistance agrave la traction du beacuteton vert

bull Augmentation de la ductiliteacute du beacuteton

bull Ameacutelioration de la reacutesistance agrave lrsquoimpact preacutevient les deacutegacircts aux bords et coins

bull Diminution de deacutegacircts pendant le transport du beacuteton preacutefabriqueacute

bull Permet un deacutecoffrage plus rapide suite agrave une coheacutesion ameacutelioreacutee

bull Augmentation de la densiteacute de liquide et par conseacutequent une reacutesistance ameacutelioreacutee au

gel et deacutegel La peacuteneacutetration de sel de salage est enraveacutee

bull Ameacutelioration des caracteacuteristiques anti-feu du beacuteton pas de giclement des parcelles du

beacuteton

bull Reacuteduction dune eacuteventuelle dissociation preacutematureacutee du beacuteton et par voie de


Annexe 155

Donneacutees Techniques

MATIERE PREMIERE POLYPROPYLENE C3H6

Densiteacute 910 kgmsup3

Longueur 128 - 193 - 386 mm

Section 45 x 550 microm

Couleur Transparent

Tension de rupture gt 300 Mpa

Allongement agrave la rupture lt11

Module deacutelasticiteacute (1) 4 - 5 GPa

Absorption dhumiditeacute 0

Temp dutilisation max 145 degC

Dosage Fibril peut ecirctre meacutelangeacute dans la beacutetonneuse centrale ou sur camion toupie sur le chantier

aussi bien avant qursquoapregraves lrsquoadjonction drsquoeau Srsquoil est ajouteacute ulteacuterieurement meacutelanger pendant

5 minutes

On peut pomper ou projeter le Fibril Pour empecirccher la formation de fissures dans le beacuteton

plastique on dosera 900 grammes de fibres par msup3 Dans des applications speacutecifiques ougrave on

souhaite ameacuteliorer la reacutesistance agrave la flexion et au chocs on ajoutera de 2 agrave 5 kg de fibres par

msup3

Traitement En cas drsquoajout de 900 g par msup3 ( 01 ) il nrsquoy a pas lieu de modifier la composition du beacuteton

En cas de dosage plus important il y a lieu drsquoaugmenter le facteur EC de 5 agrave 10 pour

maintenir la mecircme maniabiliteacute

Reacutefeacuterence et domaine drsquoutilisation

Fibril 12 Longueur 128 mm

Domaines dutilisation beacuteton architectural (beacuteton laveacute) mortiers sans retrait chapes enduits


Domaines dutilisation dallages industriels parkings revecirctements de routes en beacuteton

reacuteservoirs piscines sols de silos agrave lisier eacuteleacutements preacutefabriqueacutes agrave cloisons minces (tuyaux en

beacuteton caves dalles de couverturehellip)

Annexe 156


Domaines dutilisation dallages industriels accotements dautoroutes

seacutecuriteacute Pas de risques drsquoordre eacutecologique toxicologique ou

de seacutecuriteacute Contrairement aux armatures de fibres drsquoacier on ne risque pas de se blesser au

contact des fibres saillantes Ces derniegraveres disparaissent apregraves le polissage mais on peut

eacutegalement les faire fondre agrave la flamme

Conditionnement Emballage peseacute agrave lrsquoavance

Sacs en papier reacutepulpable 600 grammes

- 25 sacs par boicircte 80 x 40 x 33 cm net 15 kg

- 18 boicirctes par palette 80 x 120 cm net 270 kg




emballage en vrac

Boicircte 80 x 40 x 33 cm net 20 kg




rapports techniques ldquo Influence des fibres de polypropylegravene sur lrsquoapparition de

fissures de retrait plastiques dans du beacutetonrdquo IBBC TNO B-89-761

ldquoTest dun type de fibre de PP conformeacutement agrave la recommandation CUR 42 ldquo Intron

ldquo Essais de flexion agrave deacuteformation asservie sur prismes en beacuteton agrave base de fibres en

polypropylegraveneldquo Universiteacute de Gent - Labo Magnel

Annexe 157

nAnnexe 24 Consideacuterations conceptuelles

Il nrsquoest pas possible de remplacer directement lrsquoacier traditionnel pour beacuteton par

lrsquoarmature en fibre de verre en raison des proprieacuteteacutes meacutecaniques diffeacuterentes de ces 2

mateacuteriaux

Le coefficient drsquoeacutelasticiteacute et la reacutesistance au cisaillement des barres en fibre de verre sont

infeacuterieurs agrave ceux de lrsquoacier et limitent donc les applications

La fibre de verre preacutesente une eacutelasticiteacute linrdquoaire jusqursquoagrave la rupture et une faible ductiliteacute

En raison de ce caractegravere fragile on utilise des facteurs de seacutecuriteacute qui limitent la tension

de conception par rapport agrave la reacutesistance agrave la traction extrecircme moyenne des barres

Ces facteurs de seacutecuriteacute diffegraverent suivant la norme appliqueacutee et sont plus eacuteleveacutes que ceux

de lrsquoacier

Lors de la conception du beacuteton pourvu drsquoune armature traditionnelle on part du principe

que lrsquoacier est le maillon faible et on calcule la quantiteacute maximale drsquoacier neacutecessaire pour

laquelle le beacuteton ne se casse pas Une importante flexion et des fissurations peuvent alors ecirctre

des signes que lrsquointeacutegriteacute de lrsquoensemble est mise en peacuteril

Lors de lrsquoutilisation drsquoarmature en fibre de verre on calcule une quantiteacute minimum de

GFRP au lieu drsquoune quantiteacute maximale

Lorsqursquoun eacuteleacutement en beacuteton rompt le beacuteton constitue le maillon faible et il sera broyeacute

sous pression Ceci signalera alors la possibiliteacute de formation de grandes drdquoformations mais

la reacutesistance agrave la traction preacutesente dans lrsquoarmature en fibre de verre sera encore suffisante afin

drsquoeacuteviter un effondrement

Une autre distinction importante reacuteside dans le fait que lors de la conception drsquoune

armature GFRP la situation limite drsquoutilisation sera deacuteterminante par rapport agrave la situation

limite extrecircme En raison de son coefficient drsquoeacutelasticiteacute plus faible des flexions et fissures se

formeront plus rapidement Il srsquoagit lagrave drsquoun avertissement suppleacutementaire qui se produira

avant que le beacuteton ne rompe sous la pression mais qui doit ecirctre limiteacute dans la phase de

conception par un over-design des barres drsquoarmature en fibre de verre

Donneacutees techniques

Proprieacuteteacutes meacutecaniques

Adheacuterence maximale de la barre au beacuteton baseacutee sur des essais drsquoarrachement 116 MPa

Reacutesistance agrave la traction 655 MPa (barre dia 16)

Annexe 158

Reacutesistance au cisaillement 140 MPa (barre dia 16)

Coefficient de traction 40800 MPa (barre 210000 MPa)

Coefficient de dilatation (baseacute sur ACI 440)

Sens transversal 21-23 x 10-6degC

Sens longitudinal 6-10 x 10-6degC

Dureteacuterdquo Barcol min 60 (ASTM D2583)

Charge fibre de verre par poids 70 minimum (ASTM D2584)

Poids speacutecifique 19 g cm3 (ASTM D792)

Livraison types conservation

Lrsquoarmature en fibre de verre est livreacutee en barres drsquoune longueur de 6 megravetres

Dimensions diamegravetres 6 8 9 10 12 16 19 22 25 28 et 32 mm (deacuteriveacutes des types US2

agrave 10)

Coudes standard en stock 90degen 6 mm 25 cm de longueur et en 8 mm 37 cm de longueur

Les armatures en fibre de verre ne peuvent pas ecirctre stockeacutees trop longtemps au soleil et ne

peuvent ecirctre poseacutees sur palettes afin drsquoeacuteviter qursquoelles ne srsquoencrassent

Etriers profils barres plieacutees

Les barres plieacutees en armature de fibre de verre sont produites en preacuteformant les barres

en fibre de verre non encore durcies au moyen drsquoun ensemble de mandrins ou blocs avant que

la matrice reacutesineuse ne soit durcie

Le pliage sur chantier nrsquoest pas possible Toutes les piegraveces plieacutees doivent donc ecirctre

fabriqueacutees en usine

On peut eacutegalement travailler avec des chevauchements par exemple un crochet biais agrave

lrsquoextreacutemiteacute drsquoune longue barre drsquoarmature peut ecirctre obtenu avec un chevauchement drsquoune

longueur de 40 x le diamegravetre

Courbe de tension drsquoeacutelasticiteacute typique pour le GFRP (par exemple pour une barre drsquoun diamegravetre de 12 mm)

Annexe 159

Les eacutetriers peuvent ecirctre poseacutes avec un chevauchement de 30 x le diamegravetre

La dimension drsquoeacutetrier inteacuterieure la plus eacutetroite est de 25 cm

Les barres plieacutees en armature de fibre de verre ont une reacutesistance agrave la traction plus faible que

des piegraveces droites

Des eacutetudes ont deacutemontreacute que la reacutesistance agrave traction admissible drsquoune barre plieacutee srsquoeacutelegraveve

40 agrave de celle drsquoune barre droite

Assurance-qualiteacute

Lrsquoarmature en fibre de verre est produite lsaquo lrsquoaide drsquoune technologie unique et breveteacutee

garantissant des dimensions constantes dans un processus de qualiteacute controcircleacute en permanence

La reacutesistances lsaquo la traction des barres drsquoarmature individuelles est testeacutee reacuteguliegraverement

En outre autres tests de qualiteacute sont faits

Ces tests concernent

bull le pourcentage de fibre de verre (ASTM D2584)

bull la capillariteacute(espaces creux) (ASTM D5117)

bull la dureteacute Barcol (ASTM D2583)

bull la surface de la section (ACI 440-K)

bull lrsquoabsorption drsquoeau (ASTM D570)

bull le glissement interlaminaire ou glissement lsaquo la flexion (ASTM D4475)

Section de la barre - 60 x agrandi Photo Hughes Brothers


Annexe 160

n Annexe 25

Fatek FX (Fatek est la marque deacuteposeacutee drsquoune gamme de fibres en acier)

PROPRIEacuteTEacuteS Les fibres Fatek reg FX se composent drsquoun fil drsquoacier soumise agrave une traction importante elles

garantissent ainsi une haute reacutesistance agrave la traction et des toleacuterances preacutecises

Les fibres Fatek reg FX sont de forme circulaire avec des encoches dans la surface de la fibre

et sont munies de crochets drsquoextreacutemiteacute Ceux-ci se deacuteforment lentement lors de lrsquoeacutetirement et

sont geacuteneacuteralement consideacutereacutes comme les meilleures structures drsquoancrage

APPLICATIONS bull Assure une charge plus eacuteleveacutee du beacuteton normal surfaces industrielles eacuteleacutements de

preacutefabrication caves eacutetanches parois tournantes plateaux de fondation accroicirct la

portance gracircce agrave une reacutepartition des forces

bull Confegravere une ductiliteacute eacuteleveacutee au beacuteton

bull Peut remplacer ou reacuteduire les armatures statiques peut remplacer les armatures

difficiles agrave poser telles que le beacuteton projeteacute dans les

tunnels

bull Possegravede un haut pouvoir absorbant des charges dynamiques accroicirct la reacutesistance

aux chocs

bull Une armature en fibre drsquoacier poseacutee dans la couche de beacuteton offre une excellente

Annexe 161

preacutevention contre les fissures Les zones proches de la surface sont eacutegalement couvertes

ce qui permet drsquoeacuteviter les deacutegacircts sur les cocircteacutes et dans les coins et donc de proteacuteger plus

efficace-ment lrsquoensemble de la structure

bull Reacuteduit la formation de fissures dues agrave des changements de tempeacuterature soudains

bull Reacuteduit le nombre des fissures dans les murs incorporeacutes agrave une surface deacutejagrave durcie

bull La structure tridimensionnelle de lrsquoarmature en fibre drsquoacier permet une plus forte

adheacuterence au beacuteton Lors du dallage reacuteduit le temps de pose pas drsquoinstallation de filet

neacutecessaire ni de bacircche versement immeacutediat agrave partir de la beacutetonniegravere sans pompe agrave beacuteton

reacuteduit fortement les assemblages

CARACTEacuteRISTIQUES TECHNIQUES Matiegravere premiegravere Plaque en acier

Contrainte de rupture 1100 Mpa

Longueur de la fibre 50 mm

Diamegravetre de la fibre 08 mm ou 1mm

Quantiteacute Type 080 5100 par kg

Type 100 3250 par kg

Module drsquoeacutelasticiteacute 210 MPa

Forme circulaire avec crochets

drsquoextreacutemiteacute

TYPES

Fatekreg FX 50 100

Longueur de la fibre l 50 (plusmn 2) mm

Eacutepaisseur de la fibre d 1 (plusmn 005) mm

Taille ld 50

Fatekreg FX 50080


Largeur de la fibre d 1 (plusmn 005) mm

Taille ld 625

DOSAGE Les fibres Fatek reg FX peuvent ecirctre preacutepareacutees dans un malaxeur ou dans une beacutetonniegravere ou

ajouteacutees agrave la main Ne pas ajouter plus de 25 kg par minute La dureacutee de meacutelange est drsquoau

moins 2 minutes par m 2 de beacuteton

Annexe 162

Les fibres Fatek reg FX peuvent ecirctre aussi bien pompeacute qursquoextrudeacutes

La bonne proportion des fibres Fatek reg FX agrave utiliser est deacutetermineacutee par un calcul statique ou

sur la base des proportions recommandeacutees Une modification de la consistance du beacuteton peut

ecirctre balanceacutee uniquement en ajoutant au beacuteton un plastifiant preacutevu agrave cet effet

VALEURS EQUIVALENTES DE LA RESISTANCE AU PLIAGE

f ctm en MPa en B25

Nombre de fibres ld = 625 ld = 50

20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION

Lrsquoarmature en fibre drsquoacier Fatek reg FX 50100 ou FX 50080 peut ecirctre poseacutee

immeacutediatement agrave partir de la beacutetonniegravere ou par deacuteversement En cas de pose du beacuteton au

moyen drsquoune pompe la teneur maximale en fibres ne doit pas exceacuteder 50 kgm3 Avant de

commencer agrave pomper commencez toujours par effectuer plusieurs essais afin de vous assurer

du bon deacuteroulement des opeacuterations

EMBALLAGE 20 kg par seau 32 seaux par palette = 640 kg

25 kg par boicircte 40 boicirctes par palette = 1000 kg

Big Bags sur demande

Reacutefeacuterences

bibliographiques

Bibliographie

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Bien queacutetant un mateacuteriau de construction le plus utiliseacute de nos jours le beacuteton possegravede neacuteanmoins une

proprieacuteteacute tregraves nocive pour la seacutecuriteacute des structures (sa fissuration)

Pour tenter de remeacutedier agrave cet aspect neacutegatif on a imagineacute plusieurs proceacutedeacutes dont celui drsquoarmer le beacuteton par

lintermeacutediaire de barre dacier (Beacuteton armeacute classique)

Un autre proceacutedeacute consiste agrave eacuteviter de faire travailler le beacuteton en traction gracircce agrave une compression preacutealable

cest le beacuteton preacutecontraint

A lrsquoinverse du rocircle des armatures passives et de preacutecontraints il existe actuellement une grande varieacuteteacute de

mateacuteriaux composites

Le BF est mateacuteriau composite certes (meacutelange de ciment granulats eau et fibres) mais qui doit ecirctre

consideacutereacute comme homogegravene

Nous nous inteacuteressons plus particuliegraverement aux problegravemes lieacutes agrave lrsquoeacutelaboration des mortiers de fibres avec

plusieurs types de composites

Cette recherche comporte deux thegravemes qui ont un aspect environnement important

Les travaux seront orienteacutes vers lrsquoutilisation de sous produits industriels dans le mortier ou beacuteton vu que

lrsquoaugmentation de la production et les qualiteacutes de ces produits occupent une surface assez vaste dans lrsquoenceinte

des complexes

Lrsquoobjet de ce travail est drsquoeacutetudier le comportement des mortiers de fibres qui deacutepend principalement

CDes proprieacuteteacutes des fibres tells que (polystyregravene copeaux de bois et copeaux drsquoacier)

CDes proprieacuteteacutes de la matrice

CDes proprieacuteteacutes des interfaces (fibres-matrice)

Lrsquoeacutetude se limite agrave lrsquoinfluence de lrsquointroduction des fibres dans une matrice cimentaire

Nous nrsquoavions au deacutepart aucune base de recherche sur ces produits sur laquelle srsquoappuyer En effet il existe

tregraves peu de travail de recherche agrave ce sujet localement

Dans une premiegravere partie sont preacutesenteacutes les principales caracteacuteristiques de ces fibres et leurs domaines

drsquoapplication

La seconde partie est consacreacutee agrave lrsquoeacutetude de lrsquoeffet ou lrsquoinfluence du pourcentage et de la nature de ces

fibres (polystyregravene copeaux de bois et copeaux drsquoacier) sur le comportement meacutecanique de la matrice

cimentaire

Le mortier renforceacute agrave donneacute de reacutesultats raisonnables ces reacutesultats de ces investigations sont compareacutes

entre eux et agrave ceux de mateacuteriaux usuels classeacutes par le RILEM

Mots cleacutes Fibre Controcircle Techniques Proprieacuteteacutes Beacuteton Structure Composite Mateacuteriau Performance

Formulation

Reacutesumeacute

Although being one materials of construction the more used nowadays the concrete possesses a very

harmful property nevertheless for the security of the structures (his cracking)

To tempt to remedy this negative aspect one imagined several processes of which the one to arm the

concrete through the intermediary of rod of steel (classic Reinforced concrete)

Another process consists in avoiding to make work the concrete in traction thanks to a compression previous

it is the Prestressed concrete

Contrary to the role of the passive armatures and of Prestressed a big variety of composite materials exists

currently

The fibres concrete is certainly a composite material (mixture of cement aggregates water and fibers) but

that must be considered like Homogeneous

We are interested more especially in the problems bound to the development of the mortars of fibers with

several types of composites

This research includes two themes that have an aspect important environment

Works will be oriented toward the use of coins industrial products in the mortar or concrete since the

increase of the production and the qualities of these products occupy a vast enough surface within the complex

The objective of this work is to study the behavior of the mortars of fibers that depends mainly

COf the properties of the fibers as (polystyrene shavings of woods and shavings of steel)

COf the properties of the matrix

COf the properties of the interfaces (fibers-matrix)

The survey limits itself to the influence of the introduction of the fibers in a matrix cimentaire

We didnt have to the departure any basis of research on these products on which to lean Indeed it exists

very little research work to this topic locally

In a first part are presented the main features of these fibers and their domains of application

The second part is dedicated to the survey of the effect or the influence of the percentage and nature of

these fibers (polystyrene shavings of woods and shavings of steel) on the mechanical behavior of the matrix

cimentaire

The mortar reinforced to given of reasonable results these results of these investigating are compared

between them and to those of usual materials classified by the RILEM

Key words Fiber Control Techniques Properties Concrete Structure Composite Material

Performance Formulation

abstract

إلا ان خلیط انھ من بین المواد الأكثر استعمالا في الوقت الحاضر الخرسانة او رغم -

ل في الشقوق التي تظھر في المبانيثالأسمنت یملك خصائص مضرة تتم

لمعالجة ھده الخاصیة السلبیة تصورنا عدة طرق من بینھا تسلیح الخرسانة بواسطة

)سیكیةالخرسانة المسلحة الكلا(القضبان الحدیدیة

طریقة أخرى استعملت تمثلت في تجنیب الخرسانة من العمل في الشد بواسطة الضغط

المسبق و ھي الخرسانة سابقة الجھد

عن لكن حالیا یوجد مجال متنوع من المواد المركبة الخرسانة و الألیاف ھي عبارة

كن لا بد ان یعتبر متجانسل) خلیط الأسمنت الرمل الماء الألیاف(مادة مركبة

ھذا البحت یحوي محورین لھم وجھة جد مھمة الأشغال التي تتوجھ الى استعمال شوائب

المواد الصناعیة في الخرسانة او الخلیط الأسمنتي نظرا لزیادة الأنتاج و الكمیة في ھاتھ

ھو من ھدا العملالمواد التي تشغل مساحة جد واسعة في عالم المواد المركبة الھدف

دراسة ممیزات الخلیط الأسمنتي و الألیاف معا و ھو یتعلق اساسا بدراسة

B البولستران جذاذة الخشب شوائب الحدید( خصائص الألیاف متل(

Bخصائص خلیط الأسمنت

B الیافndashاسمنت ( خصائص الخلیط المركب (

البولستران جذاذة ( البحث یلقي الضوء على ممیزات ھذه البقایاالعمل المقدم في ھدا

وطبیعتھا على الخصائص المیكانیكیة[]و مدى تأثیرمقدارھا) الخشب شوائب الحدید

النتائج المتحصل علیھا قورنت ببعضھا البعض و بعوامل المواد الأعتیادیة المصنفة من

RILEM)(لبناء طرف الھیئة العالمیة لمخابر مواد ا

الیاف مراقبة تقنیات خصائص خرسانة ھیكل مركب مادة تركیبةكلمات المفتاح

ملخـــــص

AVANT PROPOS

Le preacutesent travail agrave eacuteteacute au sein de lrsquoeacutequipe de recherche laquo eacutetude et recherche sur les

mateacuteriaux raquo du laboratoire des Mateacuteriaux et Durabiliteacute des Constructions du deacutepartement de

Geacutenie Civil de Constantine auquel jrsquoexprime ma profonde gratitude de tous les membres de

lrsquoeacutequipe dynamique et aimable

Je tiens agrave exprimer ici tous mes remerciements agrave monsieur HOUARI HACENE Professeur

qui en tant que directeur de thegravese a permis lrsquoaboutissement heureux en un temps record pour

sa supervision efficace et eacuteclaireacutee et ses conseils preacutecieux tout au long de ce travail Jrsquoai eu

besoin et il me lrsquoaccordeacute de sa confiance de son soutien et de sa disponibiliteacute tout au long

des mois Il a su me responsabiliser et me permettre de mrsquoeacutepanouir en travaillant avec lui

Merci speacutecial pour tous les soins prodigueacutes

Monsieur NCHIKH mrsquoa fait lrsquohonneur drsquoaccepter la preacutesidence de jury

Je remercie eacutegalement Monsieur BELACHIA M Maicirctre de confeacuterences Monsieur

GUETTECHEMedN Maicirctre de confeacuterences drsquoavoir accepteacute drsquoecirctre examinateurs de cette

thegravese et de participer au jury

jrsquoexprime toute ma reconnaissance agrave ma megravere et mon pegravere pour leurs soutiens agrave mon

mari Mr LAIB SAMIR pour son soutien et de sa disponibiliteacute et ses conseils preacutecieux tout au

long de ce travail agrave toute ma famille Chafi et Khellaf pour leurs aides agrave Mme ZToumi agrave Mme

MBentalha agrave Mr Kahia [Seacutetif] et Mme Bendris [Seacutetif] pour leurs contributions agrave Mr

KAbdou agrave Mme MChibane aux eacutetudiants de DEUA fin drsquoeacutetude Khaldi B et Ouafek K

aux techniciens du LTPEst sans oublier mes collegravegues Chahinez Najouahellip

- I -



























- II -































- III -
































- IV -


























































































































introduction 2

Introduction




















comportement

introduction 3







appliqueacutes




actuellement














introduction 4













Copeaux de bois 1 2












introduction 5



















































































Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles


Coir fibres de coco















imputrescible






















































du liant


hypothegraveses















souhaiteacutee

Remarques
























JEEdgington [17] )

















Mangat) [27]




















eacutetait grand






























fibres [35]




































matrice



























gacirccheacutees





dessus





amont










liant





sablegravier



fibres























[Dardare] [10]









meacutelanges frais



















[17]


























rappeler





drsquoessais

























BFM projeteacute























































pesanteur













gros granulathellip




BFM [36]






















inversement
















































211 compression
















212 traction








σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]





















213 flexion






sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec















ρ =

















renforceacute
























renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20




nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30








)


renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20

































fissuration franche









































218 Retrait











fibres par volume











219 Fluage


























mecircme sens















fibres [3]



en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200



Vf x ldlt3






le beacuteton











sensible







agrave la fatigue












ciment[45]







coques de bateaux

Polypropylegravene









Particules de




particuliers


















Boeing 747



































raisons principales


























reacuteparer































drsquoouvrage





















































dire




- gain de poids

















































(SNCFRATP)
























sensibles










































pertinentes

Preacutefabrication






































exceptionnelles











bien homogegravene

















en œuvre optimal













La tenue au retrait


















les fissures



polypropylegravene




















Fibril f [ 46]





agreacutegats





Applications











beacuteton








































(eacutepoxy zinc)

Avantages




Speacutecifiquement






speacutecial







Utilisation


- tabliers

- new-jerseys

- garages







- bassins flottants

- jeteacutees









- chemineacutees









- balcons

















verre

































bobineacutees






















inoxydable)








23 Conclusion




œuvre


important























sablegranulats etc










eacuteconomique






la matrice


























3 chapitre




















Copeaux de bois 1 2




























chaque meacutelange












La Matrice


taille modeste

























Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai












































Total 90 01235























Fig31Sable



Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02
















roche dure

342 Le ciment







SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088


PAF 241










2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779


C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825









116 36 80 3 140 170 305 5 786


Cphysiques





Cchimiques







courants







Cphysiques








Cchimiques











sulfates


























344 Les Fibres




Constantine]







Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2







But

drsquoutilisation



Analyse chimique


017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063







tendre mi lourds

Retrait moyen











du beacuteton





351 Malaxage










A Objet











C Appareillage [32]

CMoule












CTige de piquage


Portique de mesure















300

200

100











deacutemoulage

















lrsquoaiguille)





repegravere)





















continuellement


20degC


























B Essai de flexion



P18-407 ( NA 428 )



charge constante




Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )


ft=18 Pr a2 (35 )







fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )



flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a






temps







fonction du temps





conservation

Pr

Pr


















4 Reacutesultats

et

discussions



41 Introduction







DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS








421Introduction








QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g




0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g





composite




œuvre


norme


TEMPS CONSISTANCE








tableau42


Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22



4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires



est donc fluide






mettre en œuvre




meacutecaniques





Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse


100 8766 7708 7066 5995 5461 5023


Commentaires







22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique






















la figure 43








TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420



0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1










total augmente peu





Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861



Commentaires




000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j









meacutecaniques















16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires





courbes








[0 1 et 3 ]
















43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)


0

1

3














299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)





polystyregravene



durcissement]















0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194









0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)














polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan


cimentaires




















mortiers

431 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773


Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627

























299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

1

2





la rupture





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493


Rt28 (Mpa) 62 719 677







avec le temps





51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3


Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)









51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



0

1

2


434 Bilan















de copeaux de bois



mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728

























299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)



0

1

2





de fibres
















299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3


Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)




fort dosage









0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198











0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3


Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)













copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)



0

1

2


444 Bilan


cimentaires












FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS



mortiers





COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse




copeaux drsquoacier




75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse




0

5

10

15

20

25

30

35

40


Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309







3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



MP10

MC10

MB10


Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse





copeaux drsquoacier




38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse










0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20


012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)






copeaux drsquoacier








eacutegale agrave 1





453 Bilan











le taux de fibres




















46Conclusion






















des fibres



















actuelle




nature


matrice cimentaire






souvent




principalement






suivantes

















facteurs







































renforcement


ce type de mortier






isolants classiques







comme

- Etude thermique



Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21


preacutecontraintes






















Annexe 153

n Annexe 22



















Annexe 154

n Annexe 23




CARACTERISTIQUES


agreacutegats




fibres












beacuteton



Annexe 155




Longueur 128 - 193 - 386 mm


Couleur Transparent








5 minutes




msup3











Annexe 156














emballage en vrac










Annexe 157




mateacuteriaux







de lrsquoacier





















Annexe 158












agrave 10)














Annexe 159





















Annexe 160

n Annexe 25













tunnels


aux chocs


Annexe 161



















TYPES

Fatekreg FX 50 100



Taille ld 50

Fatekreg FX 50080



Taille ld 625




Annexe 162






f ctm en MPa en B25


20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION










bibliographiques

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE
























Bibliographie


Communication 52











pp 83-92










Civ Eng 1990 pp 145-154



Bibliographie



1985 pp250 - 343


SONS 1978 219 p














pp 57-67






Bibliographie









16 TRR Ndeg1226















Bibliographie
















communication 73



Bibliographie

WEBOGRAPHIE





















des complexes









drsquoapplication



cimentaire




Formulation

Reacutesumeacute








currently


















cimentaire





abstract





















ملخـــــص

- I -



























- II -































- III -
































- IV -


























































































































introduction 2

Introduction




















comportement

introduction 3







appliqueacutes




actuellement














introduction 4













Copeaux de bois 1 2












introduction 5



















































































Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles


Coir fibres de coco















imputrescible






















































du liant


hypothegraveses















souhaiteacutee

Remarques
























JEEdgington [17] )

















Mangat) [27]




















eacutetait grand






























fibres [35]




































matrice



























gacirccheacutees





dessus





amont










liant





sablegravier



fibres























[Dardare] [10]









meacutelanges frais



















[17]


























rappeler





drsquoessais

























BFM projeteacute























































pesanteur













gros granulathellip




BFM [36]






















inversement
















































211 compression
















212 traction








σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]





















213 flexion






sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec















ρ =

















renforceacute
























renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20




nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30








)


renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20

































fissuration franche









































218 Retrait











fibres par volume











219 Fluage


























mecircme sens















fibres [3]



en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200



Vf x ldlt3






le beacuteton











sensible







agrave la fatigue












ciment[45]







coques de bateaux

Polypropylegravene









Particules de




particuliers


















Boeing 747



































raisons principales


























reacuteparer































drsquoouvrage





















































dire




- gain de poids

















































(SNCFRATP)
























sensibles










































pertinentes

Preacutefabrication






































exceptionnelles











bien homogegravene

















en œuvre optimal













La tenue au retrait


















les fissures



polypropylegravene




















Fibril f [ 46]





agreacutegats





Applications











beacuteton








































(eacutepoxy zinc)

Avantages




Speacutecifiquement






speacutecial







Utilisation


- tabliers

- new-jerseys

- garages







- bassins flottants

- jeteacutees









- chemineacutees









- balcons

















verre

































bobineacutees






















inoxydable)








23 Conclusion




œuvre


important























sablegranulats etc










eacuteconomique






la matrice


























3 chapitre




















Copeaux de bois 1 2




























chaque meacutelange












La Matrice


taille modeste

























Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai












































Total 90 01235























Fig31Sable



Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02
















roche dure

342 Le ciment







SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088


PAF 241










2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779


C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825









116 36 80 3 140 170 305 5 786


Cphysiques





Cchimiques







courants







Cphysiques








Cchimiques











sulfates


























344 Les Fibres




Constantine]







Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2







But

drsquoutilisation



Analyse chimique


017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063







tendre mi lourds

Retrait moyen











du beacuteton





351 Malaxage










A Objet











C Appareillage [32]

CMoule












CTige de piquage


Portique de mesure















300

200

100











deacutemoulage

















lrsquoaiguille)





repegravere)





















continuellement


20degC


























B Essai de flexion



P18-407 ( NA 428 )



charge constante




Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )


ft=18 Pr a2 (35 )







fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )



flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a






temps







fonction du temps





conservation

Pr

Pr


















4 Reacutesultats

et

discussions



41 Introduction







DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS








421Introduction








QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g




0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g





composite




œuvre


norme


TEMPS CONSISTANCE








tableau42


Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22



4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires



est donc fluide






mettre en œuvre




meacutecaniques





Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse


100 8766 7708 7066 5995 5461 5023


Commentaires







22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique






















la figure 43








TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420



0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1










total augmente peu





Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861



Commentaires




000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j









meacutecaniques















16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires





courbes








[0 1 et 3 ]
















43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)


0

1

3














299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)





polystyregravene



durcissement]















0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194









0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)














polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan


cimentaires




















mortiers

431 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773


Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627

























299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

1

2





la rupture





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493


Rt28 (Mpa) 62 719 677







avec le temps





51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3


Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)









51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



0

1

2


434 Bilan















de copeaux de bois



mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728

























299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)



0

1

2





de fibres
















299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3


Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)




fort dosage









0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198











0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3


Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)













copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)



0

1

2


444 Bilan


cimentaires












FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS



mortiers





COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse




copeaux drsquoacier




75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse




0

5

10

15

20

25

30

35

40


Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309







3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



MP10

MC10

MB10


Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse





copeaux drsquoacier




38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse










0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20


012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)






copeaux drsquoacier








eacutegale agrave 1





453 Bilan











le taux de fibres




















46Conclusion






















des fibres



















actuelle




nature


matrice cimentaire






souvent




principalement






suivantes

















facteurs







































renforcement


ce type de mortier






isolants classiques







comme

- Etude thermique



Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21


preacutecontraintes






















Annexe 153

n Annexe 22



















Annexe 154

n Annexe 23




CARACTERISTIQUES


agreacutegats




fibres












beacuteton



Annexe 155




Longueur 128 - 193 - 386 mm


Couleur Transparent








5 minutes




msup3











Annexe 156














emballage en vrac










Annexe 157




mateacuteriaux







de lrsquoacier





















Annexe 158












agrave 10)














Annexe 159





















Annexe 160

n Annexe 25













tunnels


aux chocs


Annexe 161



















TYPES

Fatekreg FX 50 100



Taille ld 50

Fatekreg FX 50080



Taille ld 625




Annexe 162






f ctm en MPa en B25


20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION










bibliographiques

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE
























Bibliographie


Communication 52











pp 83-92










Civ Eng 1990 pp 145-154



Bibliographie



1985 pp250 - 343


SONS 1978 219 p














pp 57-67






Bibliographie









16 TRR Ndeg1226















Bibliographie
















communication 73



Bibliographie

WEBOGRAPHIE





















des complexes









drsquoapplication



cimentaire




Formulation

Reacutesumeacute








currently


















cimentaire





abstract





















ملخـــــص

- II -































- III -
































- IV -


























































































































introduction 2

Introduction




















comportement

introduction 3







appliqueacutes




actuellement














introduction 4













Copeaux de bois 1 2












introduction 5



















































































Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles


Coir fibres de coco















imputrescible






















































du liant


hypothegraveses















souhaiteacutee

Remarques
























JEEdgington [17] )

















Mangat) [27]




















eacutetait grand






























fibres [35]




































matrice



























gacirccheacutees





dessus





amont










liant





sablegravier



fibres























[Dardare] [10]









meacutelanges frais



















[17]


























rappeler





drsquoessais

























BFM projeteacute























































pesanteur













gros granulathellip




BFM [36]






















inversement
















































211 compression
















212 traction








σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]





















213 flexion






sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec















ρ =

















renforceacute
























renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20




nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30








)


renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20

































fissuration franche









































218 Retrait











fibres par volume











219 Fluage


























mecircme sens















fibres [3]



en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200



Vf x ldlt3






le beacuteton











sensible







agrave la fatigue












ciment[45]







coques de bateaux

Polypropylegravene









Particules de




particuliers


















Boeing 747



































raisons principales


























reacuteparer































drsquoouvrage





















































dire




- gain de poids

















































(SNCFRATP)
























sensibles










































pertinentes

Preacutefabrication






































exceptionnelles











bien homogegravene

















en œuvre optimal













La tenue au retrait


















les fissures



polypropylegravene




















Fibril f [ 46]





agreacutegats





Applications











beacuteton








































(eacutepoxy zinc)

Avantages




Speacutecifiquement






speacutecial







Utilisation


- tabliers

- new-jerseys

- garages







- bassins flottants

- jeteacutees









- chemineacutees









- balcons

















verre

































bobineacutees






















inoxydable)








23 Conclusion




œuvre


important























sablegranulats etc










eacuteconomique






la matrice


























3 chapitre




















Copeaux de bois 1 2




























chaque meacutelange












La Matrice


taille modeste

























Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai












































Total 90 01235























Fig31Sable



Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02
















roche dure

342 Le ciment







SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088


PAF 241










2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779


C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825









116 36 80 3 140 170 305 5 786


Cphysiques





Cchimiques







courants







Cphysiques








Cchimiques











sulfates


























344 Les Fibres




Constantine]







Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2







But

drsquoutilisation



Analyse chimique


017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063







tendre mi lourds

Retrait moyen











du beacuteton





351 Malaxage










A Objet











C Appareillage [32]

CMoule












CTige de piquage


Portique de mesure















300

200

100











deacutemoulage

















lrsquoaiguille)





repegravere)





















continuellement


20degC


























B Essai de flexion



P18-407 ( NA 428 )



charge constante




Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )


ft=18 Pr a2 (35 )







fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )



flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a






temps







fonction du temps





conservation

Pr

Pr


















4 Reacutesultats

et

discussions



41 Introduction







DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS








421Introduction








QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g




0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g





composite




œuvre


norme


TEMPS CONSISTANCE








tableau42


Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22



4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires



est donc fluide






mettre en œuvre




meacutecaniques





Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse


100 8766 7708 7066 5995 5461 5023


Commentaires







22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique






















la figure 43








TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420



0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1










total augmente peu





Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861



Commentaires




000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j









meacutecaniques















16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires





courbes








[0 1 et 3 ]
















43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)


0

1

3














299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)





polystyregravene



durcissement]















0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194









0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)














polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan


cimentaires




















mortiers

431 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773


Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627

























299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

1

2





la rupture





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493


Rt28 (Mpa) 62 719 677







avec le temps





51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3


Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)









51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



0

1

2


434 Bilan















de copeaux de bois



mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728

























299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)



0

1

2





de fibres
















299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3


Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)




fort dosage









0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198











0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3


Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)













copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)



0

1

2


444 Bilan


cimentaires












FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS



mortiers





COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse




copeaux drsquoacier




75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse




0

5

10

15

20

25

30

35

40


Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309







3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



MP10

MC10

MB10


Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse





copeaux drsquoacier




38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse










0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20


012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)






copeaux drsquoacier








eacutegale agrave 1





453 Bilan











le taux de fibres




















46Conclusion






















des fibres



















actuelle




nature


matrice cimentaire






souvent




principalement






suivantes

















facteurs







































renforcement


ce type de mortier






isolants classiques







comme

- Etude thermique



Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21


preacutecontraintes






















Annexe 153

n Annexe 22



















Annexe 154

n Annexe 23




CARACTERISTIQUES


agreacutegats




fibres












beacuteton



Annexe 155




Longueur 128 - 193 - 386 mm


Couleur Transparent








5 minutes




msup3











Annexe 156














emballage en vrac










Annexe 157




mateacuteriaux







de lrsquoacier





















Annexe 158












agrave 10)














Annexe 159





















Annexe 160

n Annexe 25













tunnels


aux chocs


Annexe 161



















TYPES

Fatekreg FX 50 100



Taille ld 50

Fatekreg FX 50080



Taille ld 625




Annexe 162






f ctm en MPa en B25


20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION










bibliographiques

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE
























Bibliographie


Communication 52











pp 83-92










Civ Eng 1990 pp 145-154



Bibliographie



1985 pp250 - 343


SONS 1978 219 p














pp 57-67






Bibliographie









16 TRR Ndeg1226















Bibliographie
















communication 73



Bibliographie

WEBOGRAPHIE





















des complexes









drsquoapplication



cimentaire




Formulation

Reacutesumeacute








currently


















cimentaire





abstract





















ملخـــــص

- III -
































- IV -


























































































































introduction 2

Introduction




















comportement

introduction 3







appliqueacutes




actuellement














introduction 4













Copeaux de bois 1 2












introduction 5



















































































Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles


Coir fibres de coco















imputrescible






















































du liant


hypothegraveses















souhaiteacutee

Remarques
























JEEdgington [17] )

















Mangat) [27]




















eacutetait grand






























fibres [35]




































matrice



























gacirccheacutees





dessus





amont










liant





sablegravier



fibres























[Dardare] [10]









meacutelanges frais



















[17]


























rappeler





drsquoessais

























BFM projeteacute























































pesanteur













gros granulathellip




BFM [36]






















inversement
















































211 compression
















212 traction








σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]





















213 flexion






sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec















ρ =

















renforceacute
























renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20




nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30








)


renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20

































fissuration franche









































218 Retrait











fibres par volume











219 Fluage


























mecircme sens















fibres [3]



en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200



Vf x ldlt3






le beacuteton











sensible







agrave la fatigue












ciment[45]







coques de bateaux

Polypropylegravene









Particules de




particuliers


















Boeing 747



































raisons principales


























reacuteparer































drsquoouvrage





















































dire




- gain de poids

















































(SNCFRATP)
























sensibles










































pertinentes

Preacutefabrication






































exceptionnelles











bien homogegravene

















en œuvre optimal













La tenue au retrait


















les fissures



polypropylegravene




















Fibril f [ 46]





agreacutegats





Applications











beacuteton








































(eacutepoxy zinc)

Avantages




Speacutecifiquement






speacutecial







Utilisation


- tabliers

- new-jerseys

- garages







- bassins flottants

- jeteacutees









- chemineacutees









- balcons

















verre

































bobineacutees






















inoxydable)








23 Conclusion




œuvre


important























sablegranulats etc










eacuteconomique






la matrice


























3 chapitre




















Copeaux de bois 1 2




























chaque meacutelange












La Matrice


taille modeste

























Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai












































Total 90 01235























Fig31Sable



Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02
















roche dure

342 Le ciment







SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088


PAF 241










2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779


C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825









116 36 80 3 140 170 305 5 786


Cphysiques





Cchimiques







courants







Cphysiques








Cchimiques











sulfates


























344 Les Fibres




Constantine]







Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2







But

drsquoutilisation



Analyse chimique


017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063







tendre mi lourds

Retrait moyen











du beacuteton





351 Malaxage










A Objet











C Appareillage [32]

CMoule












CTige de piquage


Portique de mesure















300

200

100











deacutemoulage

















lrsquoaiguille)





repegravere)





















continuellement


20degC


























B Essai de flexion



P18-407 ( NA 428 )



charge constante




Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )


ft=18 Pr a2 (35 )







fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )



flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a






temps







fonction du temps





conservation

Pr

Pr


















4 Reacutesultats

et

discussions



41 Introduction







DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS








421Introduction








QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g




0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g





composite




œuvre


norme


TEMPS CONSISTANCE








tableau42


Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22



4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires



est donc fluide






mettre en œuvre




meacutecaniques





Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse


100 8766 7708 7066 5995 5461 5023


Commentaires







22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique






















la figure 43








TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420



0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1










total augmente peu





Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861



Commentaires




000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j









meacutecaniques















16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires





courbes








[0 1 et 3 ]
















43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)


0

1

3














299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)





polystyregravene



durcissement]















0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194









0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)














polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan


cimentaires




















mortiers

431 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773


Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627

























299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

1

2





la rupture





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493


Rt28 (Mpa) 62 719 677







avec le temps





51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3


Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)









51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



0

1

2


434 Bilan















de copeaux de bois



mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728

























299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)



0

1

2





de fibres
















299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3


Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)




fort dosage









0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198











0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3


Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)













copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)



0

1

2


444 Bilan


cimentaires












FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS



mortiers





COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse




copeaux drsquoacier




75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse




0

5

10

15

20

25

30

35

40


Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309







3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



MP10

MC10

MB10


Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse





copeaux drsquoacier




38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse










0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20


012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)






copeaux drsquoacier








eacutegale agrave 1





453 Bilan











le taux de fibres




















46Conclusion






















des fibres



















actuelle




nature


matrice cimentaire






souvent




principalement






suivantes

















facteurs







































renforcement


ce type de mortier






isolants classiques







comme

- Etude thermique



Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21


preacutecontraintes






















Annexe 153

n Annexe 22



















Annexe 154

n Annexe 23




CARACTERISTIQUES


agreacutegats




fibres












beacuteton



Annexe 155




Longueur 128 - 193 - 386 mm


Couleur Transparent








5 minutes




msup3











Annexe 156














emballage en vrac










Annexe 157




mateacuteriaux







de lrsquoacier





















Annexe 158












agrave 10)














Annexe 159





















Annexe 160

n Annexe 25













tunnels


aux chocs


Annexe 161



















TYPES

Fatekreg FX 50 100



Taille ld 50

Fatekreg FX 50080



Taille ld 625




Annexe 162






f ctm en MPa en B25


20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION










bibliographiques

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE
























Bibliographie


Communication 52











pp 83-92










Civ Eng 1990 pp 145-154



Bibliographie



1985 pp250 - 343


SONS 1978 219 p














pp 57-67






Bibliographie









16 TRR Ndeg1226















Bibliographie
















communication 73



Bibliographie

WEBOGRAPHIE





















des complexes









drsquoapplication



cimentaire




Formulation

Reacutesumeacute








currently


















cimentaire





abstract





















ملخـــــص

- IV -


























































































































introduction 2

Introduction




















comportement

introduction 3







appliqueacutes




actuellement














introduction 4













Copeaux de bois 1 2












introduction 5



















































































Types des fibres

Nature des fibres

Fibres naturelles


Coir fibres de coco















imputrescible






















































du liant


hypothegraveses















souhaiteacutee

Remarques
























JEEdgington [17] )

















Mangat) [27]




















eacutetait grand






























fibres [35]




































matrice



























gacirccheacutees





dessus





amont










liant





sablegravier



fibres























[Dardare] [10]









meacutelanges frais



















[17]


























rappeler





drsquoessais

























BFM projeteacute























































pesanteur













gros granulathellip




BFM [36]






















inversement
















































211 compression
















212 traction








σc = σm [1+0015 Vf (ld) 32]





















213 flexion






sans fibre σm

σc = 097 σm (1-Vf )+ 341 Vf ld

avec















ρ =

















renforceacute
























renforceacutes

BEacuteTON

acier 05 25-40

acier 10 40-55

acier 15 10-25

verre 10 17-20




nylon 10 15-17

MORTIER

acier 13 150

amiante 3-10 10-15

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 20-30








)


renforceacutes

BEacuteTON

acier 1-2 20

verre 1-2 25-35

MORTIER

acier 13 15-17

verre 2 14-23

amiante 3-10 20-40

PAcircTE DE CIMENT

verre 45 17-20

































fissuration franche









































218 Retrait











fibres par volume











219 Fluage


























mecircme sens















fibres [3]



en mm

Longueur

en mm

Densiteacute

Reacutesistance

en traction

en MPa

Module

drsquoYoung en

MPa

Allongement

agrave la rupture

en

Coefficient de

dilatation par

degreacute

Reacutesistance au

feu

Tempeacuterature

max degC

Prix

F par

Kg

Acier

Fonte (ruban)

Verre

Polypropylegravene

Polyester

Amiante

Carbone

Kevlar 49

Sisal

5 agrave 500

36X2000

de section

5 agrave 20

10agrave200

002agrave20

5agrave9

10

10agrave50

20 agrave 80

50agrave60

40agrave70

25agrave75

5

variable

78

78

26

09

14

25agrave34

17agrave2

145

150

1000 agrave3000

2500

1500 agrave3000

400 agrave750

700 agrave850

3000

2000

3000

3600

800

200000

140000

80000

5000agrave10000

8000

100000

200000

250000

400000

130000

3agrave4

1

2agrave35

15agrave25

11agrave13

2agrave3

05agrave15

2

3

1110-6

910-6

9010-6

10-6

1500

1500

800

150

1500

400agrave1500

8

10agrave15

20

20

15agrave20

4agrave5

300agrave

1300

200



Vf x ldlt3






le beacuteton











sensible







agrave la fatigue












ciment[45]







coques de bateaux

Polypropylegravene









Particules de




particuliers


















Boeing 747



































raisons principales


























reacuteparer































drsquoouvrage





















































dire




- gain de poids

















































(SNCFRATP)
























sensibles










































pertinentes

Preacutefabrication






































exceptionnelles











bien homogegravene

















en œuvre optimal













La tenue au retrait


















les fissures



polypropylegravene




















Fibril f [ 46]





agreacutegats





Applications











beacuteton








































(eacutepoxy zinc)

Avantages




Speacutecifiquement






speacutecial







Utilisation


- tabliers

- new-jerseys

- garages







- bassins flottants

- jeteacutees









- chemineacutees









- balcons

















verre

































bobineacutees






















inoxydable)








23 Conclusion




œuvre


important























sablegranulats etc










eacuteconomique






la matrice


























3 chapitre




















Copeaux de bois 1 2




























chaque meacutelange












La Matrice


taille modeste

























Corps

drsquoeacutepreuve

Conservation Age de

chargement

Type drsquoessai












































Total 90 01235























Fig31Sable



Tamis (mm) 50 25 125 063 0315 016 008

Tamisats () 100 99 98 89 41 03 02
















roche dure

342 Le ciment







SiO2 2783

AL2O3 621

Fe2O3 312

CaO 5722

MgO 094

SO3 202

Na2O

K2O

Chlorures 000

CaO libre 088


PAF 241










2j 1432 357

7j 2664 583

28j 4331 779


C3S C2S C3A C4AF

5660 2298 987 825









116 36 80 3 140 170 305 5 786


Cphysiques





Cchimiques







courants







Cphysiques








Cchimiques











sulfates


























344 Les Fibres




Constantine]







Pays Allemagne

Symbole C 22

Normes DIN 17204

DIN EN 10083-2

DIN EN 10250-2







But

drsquoutilisation



Analyse chimique


017-024 le 040 040-070 le00450 le 0045 le 01 le 01 le 04 le 063







tendre mi lourds

Retrait moyen











du beacuteton





351 Malaxage










A Objet











C Appareillage [32]

CMoule












CTige de piquage


Portique de mesure















300

200

100











deacutemoulage

















lrsquoaiguille)





repegravere)





















continuellement


20degC


























B Essai de flexion



P18-407 ( NA 428 )



charge constante




Mr = Pr l 2 ( 33 )

fr = Mr ν I ( 34 )


ft=18 Pr a2 (35 )







fcc (Mpa) =Pr(N)4900 (36 )



flexion

Pr 2

Pr

Pr 2

2a






temps







fonction du temps





conservation

Pr

Pr


















4 Reacutesultats

et

discussions



41 Introduction







DE FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS








421Introduction








QUANTITE

Ciment 450 g

Sable 1350 g




0 g 225 g 45 g 675 g 9 g 135 g 18 g

Eau 225 g





composite




œuvre


norme


TEMPS CONSISTANCE








tableau42


Meacutelange MT

(0)

MP5

(05)

MP10

(1)

MP15

(15)

MP20

(2)

MP30

(3)

MP40

(4)

Temps (s) 4 4 4 5 6 12 22



4 4 4 5 6

12

22

0

5

10

15

20

25

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Tem

ps (s

)

Temps (s)


Commentaires



est donc fluide






mettre en œuvre




meacutecaniques





Masse volumique

( kgm3 )

2212 1939 1705 1563 1326 1208 1111

de la masse


100 8766 7708 7066 5995 5461 5023


Commentaires







22121939

17051563

1326 1208 1111

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Mas

se v

olum

ique

kg

m3

Masse volumique






















la figure 43








TEMPS 0 050 1

0 0 0 0

3 630 490 280

6 780 620 400

9 830 660 420



0

200

400

600

800

1000

0 3 6 9 12

Temps (heurs)

Ca

(kg

m2 )

0

050

1










total augmente peu





Echeacuteances

Meacutelanges

0 2j 7j 14j 28j

MT (0) 0 312 919 1085 1163

MP5(05) 0 148 1051 1123 1255

MP10(1) 0 156 1234 1394 1456

MP15(15) 0 213 1452 1548 1548

MP20(2) 0 267 2234 2792 2861



Commentaires




000400801201602

02402803203604

temps (j)

varia

tion

du p

oids

T

P 05

P 1 P 15

P 2

T 0 00312 00919 01085 01163

P 05 0 00148 01051 01123 01251

P 1 0 00156 01234 01394 01456

P 15 0 00213 01452 01548 01548

P 2 0 00267 02234 02792 02861

0j 2j 7j 13j 28j









meacutecaniques















16X32 CM

0 05 1 15 2 3 4

Rc7 (Mpa) 299 146 75 61 38 33 27

Rc7 Teacutemoin 100 488 211 204 127 11 9

Rc28 (Mpa) 380 216 111 92 50 43 35

Rc28 Teacutemoin 100 568 3718 242 167 144 117

Commentaires





courbes








[0 1 et 3 ]
















43

111

38

299

7533

05

10152025303540

Rc

(MPa

)


0

1

3














299

146

7561

38 3327

38

216

11192

5 43 35

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rc

(MPa

)

Rc7 (MPa)

Rc28 (MPa)





polystyregravene



durcissement]















0 05 1 15 2 3 4

Rt7 (Mpa) 51 299 30 26 22 16 095

Rt7 Teacutemoin 100 578 588 51 431 314 186

Rt28 (Mpa) 62 40 37 32 26 20 12

Rt28 Teacutemoin 100 645 597 546 419 323 194









0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5


Rt (

MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)














polystyregravene

51

299 326

2216

095

62

437

3226

2

12

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)



0

050

1

150

2

3

4


427 Bilan


cimentaires




















mortiers

431 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 2431 2773


Rc28 (Mpa) 3800 3583 3627

























299

24312773

383583 3627

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



0

1

2





la rupture





0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 535 493


Rt28 (Mpa) 62 719 677







avec le temps





51 535 493

62719 677

012345678

0 1 1 2 2 3


Rt (

MPa

) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)









51 535 49362

719677

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



0

1

2


434 Bilan















de copeaux de bois



mortiers

441 introduction













0 1 2

Rc7 (Mpa) 299 937 573


Rc28 (Mpa) 3800 1357 728

























299

937573

38

1357

728

0

510

15

20

2530

35

40

Rc(MPa)



0

1

2





de fibres
















299

937573

38

1357

728

05

10152025303540

0 1 1 2 2 3


Rc(

MP

a)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)




fort dosage









0 1 2

Rt7 (Mpa) 51 263 201


Rt28 (Mpa) 62 309 198











0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 1 2 2 3


Rt

(MP

a) Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)













copeaux de bois

51

263201

62

309

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt(MPa)



0

1

2


444 Bilan


cimentaires












FIBRES

SUR

LES PERFORMANCES

MECANIQUES

DES MORTIERS



mortiers





COMPRESSION

M MP10 MC10 MB10

Rc7 (Mpa) 299 75 2431 937

Rc28 (Mpa) 38 111 3583 1357


dosage 1 en masse




copeaux drsquoacier




75

2431

937111

3583

1357

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP10

MC10

MB10






dosage 1 en masse




0

5

10

15

20

25

30

35

40


Rc

(MPa

) Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP10 MC10 MB10

Rt7 (Mpa) 51 3 535 263

Rt28 (Mpa) 62 37 719 309







3

535

263

37

719

309

0

2

4

6

8

Rt (MPa)



MP10

MC10

MB10


Rt 7 Rt 28


012

345

6

7

8

MP10 MC10 MB10

nature des fibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)



copeaux drsquoacier












COMPRESSION

M MP20 MC20 MB20

Rc7 (Mpa) 299 38 2773 573

Rc28 (Mpa) 38 5 3627 728


dosage 2 en masse





copeaux drsquoacier




38

2773

573 5

3627

728

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Rc (MPa)



MP20

MC20

MB20






dosage 2 en masse










0

510

15

20

2530

35

40

MP20 MC20 MB20

nature des f ibres

Rc(

MPa

)

Rc7 (Mpa)

Rc28 (Mpa)






M MP20 MC20 MB20

Rt7 (Mpa) 51 22 493 201

Rt28 (Mpa) 62 26 677 198





22

493

20126

677

198

0

1

2

3

4

5

6

7

Rt (MPa)


nature de f ibres


MP20

MC20

MB20


012345678

MP20 MC20 MB20

nature de f ibres

Rt (

MPa

)

Rt7 (Mpa)

Rt28 (Mpa)






copeaux drsquoacier








eacutegale agrave 1





453 Bilan











le taux de fibres




















46Conclusion






















des fibres



















actuelle




nature


matrice cimentaire






souvent




principalement






suivantes

















facteurs







































renforcement


ce type de mortier






isolants classiques







comme

- Etude thermique



Annexes

Annexe 152

nAnnexe 21


preacutecontraintes






















Annexe 153

n Annexe 22



















Annexe 154

n Annexe 23




CARACTERISTIQUES


agreacutegats




fibres












beacuteton



Annexe 155




Longueur 128 - 193 - 386 mm


Couleur Transparent








5 minutes




msup3











Annexe 156














emballage en vrac










Annexe 157




mateacuteriaux







de lrsquoacier





















Annexe 158












agrave 10)














Annexe 159





















Annexe 160

n Annexe 25













tunnels


aux chocs


Annexe 161



















TYPES

Fatekreg FX 50 100



Taille ld 50

Fatekreg FX 50080



Taille ld 625




Annexe 162






f ctm en MPa en B25


20 kgm3 131 152

25 197 164

35 243 190

40 322 -

50 371 -

80 443 -

= extrapolation

INSTALLATION










bibliographiques

Bibliographie

BIBLIOGRAPHIE
























Bibliographie


Communication 52











pp 83-92










Civ Eng 1990 pp 145-154



Bibliographie



1985 pp250 - 343


SONS 1978 219 p














pp 57-67






Bibliographie









16 TRR Ndeg1226















Bibliographie
















communication 73



Bibliographie

WEBOGRAPHIE





















des complexes









drsquoapplication



cimentaire




Formulation

Reacutesumeacute








currently


















cimentaire





abstract





















ملخـــــص

MATRICE CIMENTAIRE RENFORCEE DE FIBRESAVANT PROPOS Le présent travail à été au sein de...

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