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La mise en application de l’Eurocode 2 a introduit pour le calcul de la durabilité la notion de limitation de largeur de fissures au moyen de formules calées sur des essais réalisés sur dalles et poutres de faible hauteur, qui ont montré leurs limites pour d’autres structures et d’autres phénomènes que le chargement mécanique monotone, comme les chargements thermo hygroscopiques ou sismiques. 3 questions : Représentativité pour des structures de grandes dimensions (ouverture et espacement des fissures), prise en compte des variations thermiques et hygroscopiques, chargement cyclique et comportement post sismique ? 1 objectif : proposer de nouvelles méthodes pour les structures et les phénomènes sortant du domaine courant. 2

La fissuration Le béton ayant une résistance en traction fct faible, celle-ci est rapidement dépassée et le phénomène de fissuration prend naissance. La largeur de fissure w dépend de l’espacement entre fissures sr et de la différence entre allongements acier et béton sur cette distance. Allongement acier Adhérence Allongement béton 3

Complexité du phénomène L’explication précédente semble simple, mais les paramètres qui entrent dans l’établissement de la distance entre fissures sont complexes. D’abord cette distance sr varie entre un maximum et un minimum lorsque le phénomène de fissuration est généralisé, mais lors du chargement les fissures apparaissent de façon aléatoire et la distance sr va diminuer au fur et à mesure du chargement. 4

Principaux paramètres intervenant dans w Les trois variables de base s, ec et t dépendent de nombreux paramètres dont les principaux sont: Caractéristiques du béton, diamètre et contrainte des aciers, enrobage, % d’armatures, retrait (hygrométrie et sa variation dans la structure), température et son gradient, conditions de liaison, durée d’application de la charge (fluage), nombre de chargements (cycliques), effets de dimension …. Dans la littérature, rien que pour les chargements monotones, on peut dénombrer plus de 20 formules pour srm et presque une trentaine pour w. 5

But de CEOS.fr Parmi ces formules se trouvent celles de l’Eurocode 2 dont l’application à certaines structures paraît inappropriée, en particulier pour les structures épaisses et les voiles. Dans ce règlement on ne trouve pas d’études sur l’incidence des variations thermo-hygrométriques sur la fissuration, ni sur le comportement d’une pièce après fissuration sismique. Ce sont donc ces lacunes réglementaires et le manque d’outils de conception et de calcul pour l’ingénierie que nous aimerions combler par une meilleure connaissance théorique de l’incidence de tous les paramètres. 6

Les déformations gênées Pour calculer la fissuration, l’état de contrainte dépend de la façon dont les déformations sont gênées, et sur les pièces épaisses, les contraintes dues aux déformations imposées deviennent prépondérantes par rapport aux contraintes mécaniques. Ces phénomènes ont été peu étudiés et les pratiques actuelles entraînent des ouvertures de fissures calculées souvent trop fortes et des pourcentages minimum d’armatures trop élevés. Le but du projet est de mieux traduire ces phénomènes dans la procédure de conception. 7

Les chargements cycliques Deux problématiques nous intéressent: les effets liés au caractère dynamique de la sollicitation le niveau élevé de la sollicitation, comparable à un ELU accidentel. Les procédures, développées en particulier par le CEB, sont satisfaisantes pour des poutres, mais peu appropriées aux voiles, de plus elles ne traitent que de situations de service. L’objet sera donc de proposer des procédures simples pour évaluer écartements et ouvertures de fissures sous des sollicitations cycliques, de service et ultimes. 8

Objet de la première tranche Il s’agit, lors de cette première année, de faire une analyse comparative des méthodes connues d’études de fissuration. Nous appliquerons ces diverses méthodes sur des éléments de structures courants et sur les structures existantes ayant déjà fait l’objet d’instrumentation. A partir de ces études, les lacunes en instruments d’ingénierie ainsi qu’un premier aperçu des limites d’utilisation des méthodes existantes apparaîtront. Ces lacunes et ces limites permettront de formuler les besoins en recherches expérimentales et théoriques nécessaires pour aboutir à des outils d’ingénierie performants et complets à l’intention des équipes d’expérimentation et de modélisation numérique. 9

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