Transcript Les expérimentations dans le projet BADIFOPS
Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
Les expérimentations dans le projet BADIFOPS P. MARCHAND, F. BABY, M. QUIERTANT, F. TOUTLEMONDE (IFSTTAR MAST) A. KHADOUR (IFSTTAR COSYS) P. RIVILLON (CSTB)
BADIFOPS est un projet soutenu par l’Etat dans le cadre du programme de recherche concevoir et construire pour le développement durable géré par la mission Génie civil et construction du Ministère en charge du développement durable, convention n°10 MGC S010
Sommaire
1.
Présentation du projet BADIFOPS 2.
Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
Principe d’instrumentation par fibres optiques 3.
4.
Essais réalisés ou à venir Conclusions
Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
Présentation du projet Badifops
Acronyme : Badifops = B FUP A rmé D uctile I nstrumenté par F ibre O ptique pour des applications P ara S ismiques Financement : RGCU Partenaires : CEREMA CSTB Eiffage IFSTTAR 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 3
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Idées directrices
1 : Comprendre la fissuration des BFUP lorsque des armatures HA sont présentes 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 4
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Idées directrices
2 : Utilisation fibre optique pour obtenir la déformation le long de l’acier passif Objectif : – Obtenir la déformation de l’acier passif avec une résolution élevée (de l’ordre du mm) car les fissures peuvent être très proches dans un BFUP – Intrusivité minimale < jauges de déformation Les expérimentations dans le projet Badifops 5
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Idées directrices
3 : Vérifier si BFUP faiblement armé peut être OK pour ouvrages en zone de faible sismicité (confinement assuré par les fibres) 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 6
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Essais
4 types d’essais Arrachement aciers dans du BFUP – -> comprendre et caractériser l’adhérence acier - BFUP Tirants en BFUP armé – -> comprendre les mécanismes de fissuration en traction simple Poutres BFUP armé testé en flexion simple – -> comprendre fissuration en flexion simple Poteaux BFUP armé testé en flexion alternée avec compression concomitante – -> comportement au séisme de structures en BFUP armé Les expérimentations dans le projet Badifops 7
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Mesure déformation par fibre optique
Cœur (≈ 8 µm) Collage FO - principe engravure de 0,5 à 0,6 mm de large et 1 à 2 mm de profondeur dans acier HA Gaine (≈ 125 µm) Revêtement (≈ 200 µm) Engravure avec FO remplie de colle Fibre optique Colle Fibre optique Colle 12/06/2014 Acier Les expérimentations dans le projet Badifops 8
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Mesure déformation par fibre optique
ex de réalisation pour essais d’arrachement Gaine de protection de la fibre optique 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 9
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Mesure par des moyens plus « classiques »
Microscope -> visualisation des fissures Analyse des déplacements et déformations par corrélation d’image Jauges de déformation Extensomètres Pesons 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 10
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Essais d’arrachement
12/06/2014 Principe essai Instrumentation par fibre optique Les expérimentations dans le projet Badifops 11
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Essais d’arrachement
Pleine masse HA12 et HA16 Dalle mince HA8 et HA12 Mors de la presse 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 12
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Essais d’arrachement
Principaux résultats Déformation le long d’un HA12 ancré de 8 phi en pleine masse 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 12/06/2014 500 0 2100 13 kN - 115 MPa 26 kN - 230 MPa 40 kN - 354 MPa 53 kN - 469 MPa 60 kN - 530 MPa Les expérimentations dans le projet Badifops - FB AK PM 2200 2300 2400 2500 2600 13
mm
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Essais d’arrachement
Principaux résultats 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Déformation le long d’un HA8 ancré de 4 phi en plaque mince avec chargement répété 6 kN av 6 kN ap 12 kN av 12 kN ap 18 kN av 18 kN ap 24 kN av 24 kN ap Pas d’influence des répétitions de chargement 500 0 2850 Les expérimentations dans le projet Badifops - FB AK PM 2900 2950 3000 3050 3100 3150 3200 14
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Essais d’arrachement
Principaux résultats Longueur d’ancrage ≈ 3 Φ s si ancrage en pleine masse Augmentation longueur d’ancrage jusqu’à 7 Φ s si enrobage faible (1,5 Φ s ≤ c ≤ 4 Φ s ) Répétition de chargement sans effet Obtention d’une loi de comportement locale τ – δ (contrainte de cisaillement – déplacement relatif) Les expérimentations dans le projet Badifops 15
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Essais sur tirants
Principes 12/06/2014 Les expérimentations dans le projet Badifops 16
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Essais sur tirants
Interprétation en cours Effet combiné fibres et aciers passifs, rupture lorsque toutes les fibres ont été arrachées
déformation moyenne global
90 40 30 20 80 70 60 50 10 -1000,000 0 1000,000 3000,000 5000,000 7000,000 9000,000 11000,000 13000,000 15000,000 -10
déformation (µdef)
Courbe effort déformation sur tirant avec HA12 (effort maxi pour HA 12 seul ≈ 65 kN) 17
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Essais sur tirants
Interprétation en cours -400,0 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Les expérimentations dans le projet Badifops - FB AK PM
m m
Courbe déformation fibre optique à 60 kN 400,0 500,0 18
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Essais sur poutres
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Essais sur poutres
Poutre avec 2 HA16 Poutre avec 2 HA12 Poutre sans acier Les expérimentations dans le projet Badifops 20
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Essais sur poutres
12/06/2014 Comparaison fibre optique et fissure mesurée au microscope sur poutre avec HA12 Les expérimentations dans le projet Badifops 21
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Essais sur poteaux (à réaliser)
Deux grands types de corps d’épreuve Poteaux tout BFUP Poteaux en BO avec chemisage BFUP 12/06/2014 Poteau tout BFUP Poteau BO + BFUP Les expérimentations dans le projet Badifops - FB AK PM 22
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Conclusions
Intérêt fibre optique pour caractériser les mécanismes de fissuration Caractérisation ancrage aciers dans du BFUP Travaux en cours pour vérifier ou compléter les lois de fissuration observées en traction simple ou en flexion Comportement équivalent sous sollicitations répétées et monotones Comportement sous sollicitations alternées à caractériser (voir également présentation de JP Devaud) Les expérimentations dans le projet Badifops 23
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Remerciements
Toute l’équipe du CSTB en particulier Thomas Battesti pour les coulages et la réalisation des essais d’arrachement et de tirants. Equipe d’Eiffage pour les coulages de BFUP. Toute l’équipe du laboratoire EMMS pour l’instrumentation par fibre optique et la réalisation des essais poutres en particulier Joël Billo, Marc Estivin, Romain Lapeyrère et Jean-Claude Renaud. Les expérimentations dans le projet Badifops 24
Merci de votre participation
Pour en savoir plus :
Chef de projet
Essais IFSTTAR
Essais CSTB
Fibre optique