Cette étude a mis en évidence l’intérêt significatif de la technologie du renforcement par composites prétendus. Du point de vue scientifique, une étude importante (plus de 30 poutres testées, de portée 2,70m) a permis de montrer clairement l’effet de différents paramètres sur le comportement de la structure renforcée et de quantifier cet effet. Les paramètres étudiés ont été le type de béton, le taux de renforcement de la section et l’effort de prétention appliqué au plat composite avant collage. Les résultats expérimentaux montrent une augmentation significative de l’efficacité du renfort avec la prétention. Le volet expérimental a servi de base au développement d’un modèle analytique. Les relations proposées reposent sur le concept de l’homogénéisation et permettent de reconstruire de façon très précise la réponse de la structure en flexion.

Figure 5 : Poutre renforcée par plaque prétendue en fibres de carbone

En nous basant sur les résultats expérimentaux, nous distinguons trois phases dans le comportement de la structure en flexion (Figure 6) dans lesquelles nous analyserons l’influence du renfort composite :

- phase 1 : béton non fissuré jusqu’à une charge P1 correspondant à la fissuration du béton dans la section la plus sollicitée. La rigidité en phase non fissurée est notée a1.

- phase 2 : béton fissuré, ouverture progressive des fissures, aciers tendus fonctionnant encore dans le domaine élastique jusqu’à une charge P2 correspondant à la plastification des aciers dans la section la plus sollicitée. La rigidité en phase fissurée est notée a2.

- phase 3 : béton fissuré, aciers tendus plastifiés, endommagement progressif jusqu’à la Charge de rupture notée P3 ou Pu.

Figure 6 : Les différentes phases de comportement des structures renforcées en flexion

Tableau 1 : Comparaison poutres renforcées par plat collé / prétendu collé : influence de la prétention dans les différentes phases de comportement

Les résultats (tableau 1) montrent que le collage d’un plat composite prétendu a un effet comparable à celui de la précontrainte par fil adhérent, ce qui permet de décaler significativement la formation des fissures liées au moment de flexion et d’augmenter sensiblement la rigidité et la résistance ultime de la poutre.

Comparativement à un renforcement classique, le fait de prétendre le composite avant de le coller permet d’augmenter l’efficacité du renforcement sur les aspects suivants :

- Le gain en terme de résistance ultime (effort ultime renforcé/effort ultime non renforcé) augmente avec l’effort de précontrainte

- L’effet du renforcement sur la rigidité en phase fissurée est semblable, que le composite soit prétendu ou non.

- Quand le composite est prétendu, la charge de fissuration augmente significativement alors qu’un composite collé sans prétention n’a pas la moindre incidence sur la phase de comportement non fissurée.

- Pour un même niveau de sollicitation, la flèche est fortement diminuée quand le renfort est précontraint.