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Marthe Jolicoeur
il y a 6 ans
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1 20 INTRODUCTION Le propos de ce travail est la modélisation du comportement mécanique des composites ciment-fibres en tenant compte de la microstructure. La microstructure dont il est ici question est celle définie sous son aspect mécanique. Il s'agit plus précisément des paramètres mécaniques qui régissent le comportement des interfaces fibre-matrice. Cette étude portera sur le comportement mécanique en traction uniaxiale des composites à fibres courtes. Ces dernières sont réparties de manière homogène dans le composite. Leur orientation résulte d'une loi de distribution quelconque, probabiliste ou déterministe. La modélisation est analytique, et s inscrit dans le cadre des chargements quasi-statiques de courte durée, en conditions isothermiques. Les phénomènes tels que le fluage, le retrait, les chocs, la fatigue, la température, ne sont pas pris en compte, tout comme la durabilité. Cette dernière a fait l'objet de plusieurs études, notamment de la part de PERA et al [13]. La démarche adoptée comprend trois aspects principaux : - une étude bibliographique, - l'élaboration d'un nouveau modèle analytique de comportement mécanique, - la validation expérimentale de ce modèle. L étude bibliographique est une synthèse de l état de l art. Sa conclusion et sa critique permettent de dégager les caractéristiques principales que doit posséder le modèle présenté dans le cadre de cette thèse. Notre approche dans l élaboration de ce dernier est théorique et discursive, basée sur des principes de la mécanique des milieux continus, de la thermodynamique et des lois mathématiques. La validation expérimentale s effectue à l aide

2 21 d essais menés au laboratoire URGC-Matériaux et de ceux issus de la littérature. Elle permet de confirmer la justesse du modèle élaboré dans le cadre de cette thèse par la comparaison entre les prévisions de ce dernier et les valeurs expérimentales. Ce modèle est en premier lieu destiné au génie des matériaux.ce travail se situe dans la continuité des études menées à l'urgc-matériaux [75], [76], [77].

3 22 PREMIERE PARTIE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

4 23 I - GENERALITES Définition - Domaine d'application - Mise en oeuvre des composites cimentfibres (CCF). Un matériau composite est un solide polyphasé dans lequel deux ou plusieurs constituants sont associés en vue de lui conférer, à l'échelle macroscopique et au moins dans certaines directions, un ensemble original de propriétés que les constituants pris isolément ne permettent pas d'atteindre [1]. D'un point de vue général et simplifié, les composites ciment-fibres sont constitués des trois phases suivantes : - la matrice cimentaire, - les fibres de renfort, - les zones de transition (interfaces) fibres-matrice. La diversité des composites ciment-fibres est essentiellement due à la variabilité du renfort fibreux. Ce dernier peut être différencié selon : - son aspect géométrique : fibres courtes, longues, droites, ondulées, avec crochets, alignées, d'orientation quelconque, etc... - le type de matériau constitutif : fibres polymériques, naturelles, métalliques, de verre, etc... a) Domaine d'application. Les CCF ont un vaste domaine d'application. Comme exemples de leur utilisation peuvent être cités : - éléments non porteurs : panneaux de façade, sous-plafonds, couvertures, cloisons, panneaux d'isolation, corniches, bardages, gaines de ventilation, panneaux anti-bruit, éléments décoratifs, mobilier urbain [2].

24 - une utilisation dans les dallages industriels, les revêtements de tunnels, des galeries ou conduites d'adduction d'eau et d'assainissement, etc.

5 24 - une utilisation dans les dallages industriels, les revêtements de tunnels, des galeries ou conduites d'adduction d'eau et d'assainissement, etc... Panneaux réalisés par projection de mortier de ciment prompt avec des fibres de polypropylène Une résille en béton de fibres de verre, irréalisable en béton armé classique Figure 1. Exemples d'utilisation des composites ciment-fibres [3]. b) Apport des fibres. L'ajout des fibres à la matrice cimentaire permet d'obtenir entre autres [76]: - une meilleure résistance à la traction, la flexion, la fatigue, l'abrasion et au choc ; - une meilleure maîtrise de la rupture du matériau (amélioration de la ductilité) ; - l'atténuation des effets thermiques et de retrait, l'amélioration du comportement du matériau au jeune âge... - etc...

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