EXPERIMENTATION D UNE MAISON INDIVIDUELLE SOUMISE AUX PHENOMENES DE RETRAIT-GONFLEMENT DE SA FONDATION

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Josselin Boudreau
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1 EXPERIMENTATION D UNE MAISON INDIVIDUELLE SOUMISE AUX PHENOMENES DE RETRAIT-GONFLEMENT DE SA FONDATION Page 1/35

2 Maison Individuelle Soumise à la Sécheresse Cadre Projets ANR: ARGIC1 ( ) et ARGIC2 ( ) (Analyse du Retrait-Gonflement et de ses Incidences sur les Constructions) Opérations de recherche IFSTTAR 11M065 et 11R112 Effet de la sécheresse sur les bâtiments et le infrastructure Axe 1: Analyse de la pénétration de la sécheresse dans les sols Axe 2: Sensibilité des sols argileux au retrait-gonflement Axe 3: Cartographie de l aléa de retrait-gonflement à l échelle locale Axe 4: Comportement des constructions et de leurs fondations sous l effet des cycles de sécheresse; pathologie, réparation, prévention Axe 5: Comportement des infrastructures routières soumises aux cycles de sécheresse; pathologie, réparation, prévention Page 2/35

3 Objectifs Expérimentation MISS Mieux comprendre le comportement structurel des constructions sous sollicitation de sécheresse - modélisation Réduire leur vulnérabilité: - Renforcement de la construction - Efficacité des techniques de réparation Page 3/35

4 Configuration générale Maison individuelle en maçonnerie 1 seul niveau Dimension en plan : 8 x 10 m Hauteur : 3 m + 0,85 m de fondation Demi-plancher bas en BA et plancher haut, sans charpente, ni couverture Ouvertures de type fenêtres et baies + linteaux Un mur de refend, sans cloisons, sans enduit Surcharge reconstituée (pour charpente, couverture, charge d exploitation, ) Construction selon les règles de l art sans simulation de défauts structurels : chaînages horizontaux et verticaux, remplissage des joints parpaings Page 4/35

5 Station d essai Expérimentation Secteur 1 Page 5/35

6 La construction Vue en plan *215 D em i plancher poutrelles/ourdis * * * m 120* *135 Page 6/35

7 La construction Mur pignon Mur de façade 1.60m 2.00m 3.00m 2.00m 1.60m Page 7/35

8 Réalisation de la semelle support de la construction Page 8/35

9 Réalisation des élévations Page 9/35

10 Page 10/35

11 L instrumentation Page 11/35

12 L instrumentation Page 12/35

13 Protocole d essais 1 construction 4 éprouvettes Hypothèse : non-interaction entre les secteurs Construction sur appuis mécaniques Exemple d essai sur un secteur à l aide des vérins hydrauliques Page 13/35

14 Protocole d essais Page 14/35

15 Protocole d essais Secteur 2 Secteur 3 Secteur 2 Secteur 3 Plancher V13 V11 0.5m V9 1m 1m 1m 1m 1m V7 Secteur 1 Secteur 4 V5 V3 Secteur 1 Secteur 4 Terre-plein V1 1m 1m 1m 1m 0.5m V2 V4 V6 V8 V10 Vérin hydraulique Essais secteur 1 Début 3 mois après la fin de la construction Page 15/35

16 Essais secteur 1 Tassements autorisés Secteur 1 : déplacements de la semelle autorisés lors du tassement Vérins fixes Vérins dont la hauteur es t modifiée Vérins fixes V1 V1 V9 V7 V5 V3 V1 V2 V4 V6 V8 V1 Déplacement FACADE PIGNON Etat 1 Etat 2 Etat 3 Etat 4 Etat 5 Etat 6 Etat 7 Etat 8 Etat 9 Etat 10 Etat 11 Etat 12 Etat 13 Page 16/35

17 Essais secteur 1 Tassements mesurés Vérins fixes Secteur 1 : déplacements de la s emelle mesurés lors du tass ement Vérins dont la hauteur es t modifiée Vérins fixes 0 V1 V1 V9 V7 V5 V3 V1 V2 V4 V6 V8 V Déplacement FACADE PIGNON Aucune fissure observée Etat 1 Etat 2 Etat 3 Etat 4 Etat 5 Etat 6 Etat 7 Etat 8 Etat 9 Etat 10 Etat 11 Etat 12 Etat 13 Page 17/35

18 Protocole d essais Secteur 2 Secteur 3 Plancher V13 V12 1m (V14 état 15) (V8 état 15) V11 V6 1m V9 V4 1m 2m 1m V7 V2 Secteur 1 1 Secteur 4 4 Terre-plein V3 V8 V5 V1 V10 Vérin hydraulique Vérin à vis (sécurité) Essais simultanés secteurs 1 et 4 Début des essais 4 mois après la fin de la construction Secteur 1 : dernier état Page 18/35

19 Essais secteur 1&4 Tassements autorisés Secteurs 1 et 4 : déplacements de la semelle autorisés lors du tassement Vérins fixes Vérins dont la hauteur es t modifiée Vérins fixes V1 V1 V9 V7 V3 V1 V8 V1 V5 V2 V4 V6 V Effort (kn) FACADE Secteur 1 PIGNON s ecteurs 1 et 4 FACADE Secteur 4 Etat 1 Etat 2 Etat 3 Etat 4 Etat 5 Etat 6 Etat 7 Etat 8 Etat 9 Etat 10 Etat 11 Etat 12 Etat 13 Etat 14 Etat 15 Etat 16 Page 19/35

20 Essais secteur 1&4 Tassements mesurés Secteurs 1 et 4 : déplacements de la semelle mesurés lors du tassement Vérins fixes Vérins dont la hauteur es t modifiée Vérins fixes 0 V1 V1 V9 V7 V3 V1 V8 V1 V5 V2 V4 V6 V Effort (kn) FACADE Secteur 1 PIGNON s ecteurs 1 et 4 FACADE Secteur 4 Etat 1 Etat 2 Etat 3 Etat 4 Etat 5 Etat 6 Etat 7 Etat 8 Etat 9 Etat 10 Etat 11 Etat 12 Etat 13 Etat 14 Etat 15 Etat 16 Désordres observés Page 20/35

21 Désordres Fissuration du mur de façade Page 21/35

22 Désordres Fissuration du mur pignon État TD 1/250ème : largeur max 2 mm Évolution des fissures 10 semaines après Largeur max : 5 mm Page 22/35

23 Désordres Fissuration retardée du mur de façade Secteur 1 Etat au 1/250ème + 11 semaines Largeur max : 1 mm Page 23/35

24 Désordres Rupture armatures angle Secteur 4 Mortier friable sur 40 cm Recouvrement des armatures< 20 cm Recommandé 50 cm Page 24/35

25 Conclusions première série d essais fissuration des murs porteurs pour une valeur de tassements différentiels de l ordre de 1/250 ème ; Ce sont des fissures traversantes ; Seuil de dégradation du même ordre de grandeur que ceux donnés par différents auteurs (Skempton, Meyerhof, Polshin, Bjerrum, Mouroux); Mise en évidence de la contribution des défauts de construction; Page 25/35

26 Essais secteur 2 Réparation du chaînage Page 26/35

27 Essais secteur 2 Instrumentation complémentaire Plancher du secteur 2 (vue de dessus) Vérin hydraulique Jauge de contrainte Capteur de déplacement (LVDT) 0,85m 1,40m 1m 2,1m 2 V1 V3 V V2 V4 V6 V8 V10 0,70m ,0m V V7 1,0m V9 Secteur 2 Secteur 3 23 V11 Page 27/35

28 Essais secteur 2 Tassements mesurés Déplacements mesurés sur la semelle, induits par le déplacement des vérins lors de l'essai en tassement Vérins fixes Vérins dont la hauteur est modifiée Vérins fixes 0.5 V14 V10 V8 V6 V4 V2 V1 V3 V5 V7 V9 V11 V Déplac em ent E tat 0 E tat 1 E tat 2 E tat 2b E tat 3 E tat 3b E tat 4 E tat 5 E tat 5 (+2 s emaines ) E tat 5 (+ 9 s emaines ) PIGNON FACADE Page 28/35

29 Essais secteur 2, tassement Mouvement des fissures secteurs 1&4 Page 29/35

30 Essais secteur 2 Gonflement Vérins fixes Vérins dont la hauteur est modifiée Vérins fixes 0.5 V14 V10 V8 V6 V4 V2 V1 V3 V5 V7 V9 V11 V12 V E tat 0 Déplacem ent E tat E tat E tat 3-6 PIGNON FACADE Page 30/35

31 Essais secteur 2, tassement Mouvement des fissures secteurs 1&4 Page 31/35

32 Essais secteur 2 Déplacement de la façade -1, kg 1200kg kg 1200kg 1200kg 14-2,4-2,1 11-2,3-2,1-1,3-5,4 z x y 12 0,4 8 0,1-6,0-2,1 0,8-0, ,5 V1 V3 V5 V7 V9 V11-1,4 V12 V13 Page 32/35

33 Essais secteur 2 Historique déplacement V1 Page 33/35

34 Conclusions Effet de cycles sur la déformabilité de la structure pas mis en évidence Contribution du plancher augmentation des déformations Dégradation de l ouvrage défaut à la construction Page 34/35

35 Perspectives Essai de fluage sur le secteur 2 Réalisation de cycles sur le secteur 1 Essais sur le secteur vierge restent à définir Page 35/35

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