Brevet FR3039577A1 — publié le 20170203

SYSTEME COMPOSITE ET PROCEDE DE CONSOLIDATION NOTAMMENT D'OUVRAGES EN BETON ARME OU DE MAÇONNERIE MATRICE DURCISSABLE OU DURCIE ET GRILLE DE RENFORT TEXTILE CONSTITUANT CE SYSTEME Domaine technique Le domaine technique de l'invention est celui de la consolidation notamment d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie, tels que des bâtiments, des constructions de génie civil (ponts, tunnels, canalisations...). En particulier, l'invention concerne un système composite de consolidation notamment d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, de même que ces deux éléments pris en tant que tels. L'invention a également pour objet un procédé de consolidation notamment d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie, ainsi que la structure composite obtenue à l'issue de ce procédé. Les formulations sèches et humides de la matrice durcissable, qui est de préférence une matrice hydraulique, sont également visées par l'invention. Les ouvrages consolidés notamment en béton armé ou de maçonnerie font également partie intégrante de l'invention. Arrière-plan technologique Les ouvrages en béton armé ou de maçonnerie sont des édifices qui peuvent être en aggloméré, béton armé ou autre, brique, caillou, ciment, crépi, latte, meulière, moellon, mortier, parpaing, pierre, pisé, plâtre briques, en béton. Ces édifices sont sujets à des altérations provoquées par les sollicitations subies et/ou par les agressions climatiques ou environnementales de toute nature, y compris sismiques, et/ou éventuellement, par des vices de conception et/ou de réalisation. Par ailleurs, la destination d'un bâtiment peut changer. Une habitation peut, par exemple, devenir un local pour une activité tertiaire industrielle. Un tel changement peut aller de pair avec une modification des contraintes subies par le bâtiment. Il peut s'agir par exemple de l'évolution à la hausse de la charge que peut supporter un plancher. Toutes ces causes imposent un renforcement de la structure des constructions concernées. Certains procédés de renforcement connus consistent dans le collage de tissus ou de lamelles de fibres de carbone sur les éléments de structure (planchers, poutres, murs, poteaux, tunnels, canalisations). Ces tissus ou lamelles sont imprégnés de résine 3039577 2 durcissable (résine époxy) et fixés sur ces éléments de structure. Après un durcissement rapide de la résine, on obtient un composite tissu ou lamelle de carbone/résine qui augmente la résistance mécanique ainsi que la ductilité de l'ouvrage consolidé. Ces procédés connus présentent deux inconvénients majeurs : 5 -les résines époxy doivent être appliquées uniquement sur des supports secs (pas d'adhérence sur béton humide) ; -sur le plan sanitaire, elles sont potentiellement toxiques, polluantes et sont susceptibles d'émettre des émanations dangereuses en cas d'incendie. 10 On connaît également par la demande de brevet DE19525508A1 un procédé pour améliorer la durabilité de parties de bâtiment en béton ou en maçonnerie, au moyen d'un revêtement multicouche obtenu par application, sur au moins une surface desdites parties de bâtiment, d'une matrice minérale formée par une couche de mortier hydraulique [ciment (1): cendres (0,33): eau (0,36): dispersion styrol/acrylat (0,12)], qui est renforcée par un 15 treillis ou un textile poreux à base de fibres de verre, de carbone, ou d'aramide", et qui présente un module d'élasticité supérieur à 20000 N/mm2, un allongement à la rupture supérieur à 0,4% et densités surfaciques de plus de 75 g/m2. Le treillis ou le textile poreux est inclus dans le mortier non encore durci. Ces opérations de formation d'une couche de mortier hydraulique et d'inclusion d'un treillis ou d'un textile poreux sont répétées au moins 20 une fois. À chaque fois, le treillis ou le textile poreux est bien inclus dans la couche de mortier non encore durci, pour former un composite durci dans lequel le mortier durci forme une matrice bien interpénétrée par le treillis ou textile poreux. Le brevet européen EP0994223B1 divulgue un tissu traité thermiquement utile comme armature de travaux de construction, dans lequel la chaîne est constituée de fils 25 dont les fibres (fils de carbone 12K 800 tex) ont des modules élevés, un coefficient d'élasticité sous tension supérieure à 10GPa et une limite élastique à la tension supérieure à 600MPa, et dans lequel la trame est constituée de fils de verre (60 tex) revêtus d'une matière polymère thermocollante (40 tex /hot melt polyamide) dont la température de fusion est comprise entre 40 et 250°C. La quantité de matière polymère thermocollante est 30 entre 10 et 300 % en poids par rapport aux fils de verre. Ce tissu est appliqué sur des structures de bâtiment au moyen d'une résine d'imprégnation. Pour ce faire, on enduit la surface de la structure de bâtiment considérée, d'une couche de résine d'imprégnation, on inclut le tissu de renfort dans cette première couche, on applique une deuxième couche de résine d'imprégnation, on inclut à nouveau du tissu de renfort dans cette deuxième couche 35 sur lequel on appose une troisième couche de résine d'imprégnation. Le brevet européen EP1245547B1 décrit un mortier cimentaire destiné à être utilisé pour renforcer des éléments de construction, en combinaison avec des treillis en fibres synthétiques (fibre de carbone, d'aramide, de verre, de polyester de polyéthylène ou autre) 3039577 3 dont la taille de maille est comprise entre 10 et 35 mm. Le mortier comprend du ciment, une résine copolymère fluidifiante, un additif thixotropique dérivé de la cellulose telle que la méthylhydroxyéthylcellulose ou la méthylcellulose, une charge fine par exemple à base de quartz (500 microns) des cendres volantes ou une poudre de marbre et éventuellement 5 de la silice, ainsi que d'autres additifs. Le brevet européen EP1893793B1 propose un perfectionnement des treillis de renfort utilisés dans les moyens de consolidation d'éléments de construction, divulguées par EP1245547B1. Ce perfectionnement consiste en ce que les fibres constitutives desdits treillis de renfort sont des fibres de poly [benz (1, 2-D: 5,4-D ') bisoxazole-2,6-diy1-1, 4- 10 phénylène]. Problème technique - Objectifs de l'invention Toutes ces propositions techniques de l'art antérieur sont des ajustements à la marge, qui ne permettent pas d'obtenir des améliorations significatives, notamment des 15 propriétés mécaniques des structures composites de renfort (matrice cimentaire/tissu de carbone et/ou de verre) de constructions ou d'ouvrages de génie civil. Dans ce contexte, le problème technique à la base de la présente invention est de satisfaire à au moins l'un des objectifs énoncés ci-après : (i) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton 20 armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie dotée de propriétés mécaniques améliorées et ce, aussi bien à court terme que sur le long terme (e.g. comportement au fléchissement, dureté, résistance en flexion/compression, durabilité, 25 cohésion). (ii) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement résistante et suffisamment ductile 30 pour assumer au mieux sa fonction de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie. (iii) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure 35 composite durcie, mécaniquement efficace et adhérant parfaitement au support à consolider, notamment dans des conditions humides de mise en oeuvre. 3039577 4 (iv) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace et pour lequel la grille de 5 renfort textile puisse être fabriquée aisément à l'échelle industrielle. (v) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace et facile à mettre en oeuvre 10 par un opérateur lors de la consolidation. (vi) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace et ne nécessitant pas des 15 conditions particulières de stockage aussi bien pour la grille de renfort que pour la matrice. (vii) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure 20 composite durcie, mécaniquement efficace et économique. (viii) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace et durable. 25 (ix) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace, quelle que soit la morphologie de l'ouvrage à consolider notamment dans le cas de 30 canalisations, en particulier des canalisations de réseaux d'assainissement. (x) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de chemiser aisément des 35 canalisations pour les consolider, en particulier des canalisations de réseaux d'assainissement. (xi) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille 3039577 5 de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace et éco-compatible, c'est-à-dire évitant autant que possible le recours à des composés susceptibles d'être nuisible aux opérateurs et/ou à l'environnement. 5 (xii) Fournir un système composite de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, permettant de produire une structure composite durcie, mécaniquement efficace, dans lequel la matrice durcissable est une composition sèche (e.g. cimentaire) conduisant, après 10 gâchage avec un liquide (e.g. eau), à une formulation humide projetable aisément, simple à mettre en oeuvre, présentant une consistance et une viscosité de pâte permettant le pompage par une machine à projeter et une ouvrabilité suffisamment longue pour réaliser le gâchage et la réalisation de la structure de consolidation, tout en restant économique, 15 et stable après gâchage. (xiii) Fournir une structure composite obtenue à partir du système tel que visé dans les objectifs (i) à (xii) ci-dessus, et qui soit performante mécaniquement, facile à réaliser dans des contextes variés et économique. 20 (xiv) Fournir un procédé de consolidation d'ouvrages en béton armé ou de maçonnerie, au moyen du système tel que visé dans les objectifs (i) à (xii) ci-dessus, qui soit facile à mettre en oeuvre dans des contextes variés, tout en restant économique. 25 Brève description de l'invention Il est du mérite des inventeurs, d'avoir mis en évidence que l'un des points clés pour ce type de structures composites matrice/renfort textile, tient dans l'optimisation de l'ancrage de la matrice dans l'armature textile. En particulier, les inventeurs ont constaté qu'il est important d'avoir une bonne interpénétration et une interpénétration régulière de la 30 matrice cimentaire au travers des jours du tissu de renfort. Un emprisonnement homogène du tissu de renfort par la matrice cimentaire est en effet un moyen d'éviter des phénomènes de cisaillement mécanique, susceptible de réduire à néant la consolidation recherchée. Forts de ces constats, les inventeurs proposent une solution au problème énoncé dans tout ou partie des objectifs listés ci-dessus. Cette solution tient au moins en partie 35 dans la mise en oeuvre d'un renfort textile comprenant un moyen de stabilisation géométrique et dimensionnelle du réseau. D'où il s'ensuit que la présente invention concerne, dans un premier de ses aspects, un système composite de consolidation d'ouvrages, notamment de béton armé ou de 3039577 6 maçonnerie, comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille de renfort textile, dans lequel la grille comprend au moins une couche formée: - d'une part, d'une armature constituée de fils de chaîne et de fils de trame plats; 5 - et, d'autre part, d'un réseau de liage de l'armature; caractérisé en ce que le réseau de liage est tel qu'il assure la stabilité dimensionnelle sous contrainte des mailles de l'armature, avant l'application de la grille sur l'ouvrage à consolider. 10 Ce réseau de liage particulier conforme à l'invention permet d'obtenir, in fine, une structure composite de consolidation d'ouvrages, notamment de béton armé ou de maçonnerie, présentant les propriétés mécaniques attendues en termes de résistance et de ductilité, en termes d'adhérence au support à consolider et en termes de facilité de mise en oeuvre et de stockage. 15 Selon d'autres de ses aspects, l'invention concerne les éléments suivants pris en tant que tels et indépendamment les uns des autres : la grille de renfort textile, la matrice durcissable sous forme de composition sèche et la structure composite durcie matrice/grille apposée sur l'ouvrage à consolider. Selon un autre de ses aspects, l'invention vise également un procédé de 20 consolidation d'un ouvrage caractérisé en ce qu'il consiste à maroufler la grille selon l'invention sur l'ouvrage avec la matrice selon l'invention, éventuellement après avoir mélangé ladite matrice avec un liquide, de préférence de l'eau. Selon un autre de ses aspects, l'invention a trait à une formulation humide comprenant la matrice selon l'invention, mélangée à un liquide, de préférence de l'eau; 25 ainsi qu'au procédé de préparation de cette formulation humide. Selon un autre de ses aspects, l'invention a pour objet l'utilisation d'une grille selon l'invention pour consolider un ouvrage, notamment de béton armé ou de maçonnerie, par marouflage à l'aide d'une formulation humide selon l'invention. 30 Définitions Dans tout le présent exposé, tout singulier désigne indifféremment un singulier ou un pluriel. Les définitions données ci-après à titre d'exemples, peuvent servir à l'interprétation du présent exposé : 35 - "mortier" désigne un mélange sec ou humide ou durci d'un ou plusieurs liants organiques et/ou minéraux, de granulats de diamètre 99%) 15 de dureté Mohs 3, de prise d'huile 20 mL / 100 g (ISO 787-5) et de diamètre moyen 8 1.1.m. 3039577 29 1.3.2 charges siliceuses : 1.3.2.1 sable siliceux de granulométrie 75-300 pm. 1.3.2.2 sable siliceux de granulométrie 200-800 pm. 1.4 additifs : 5 1.4.1 épaississant : acide silicique amorphe de masse volumique 200 kg/m3 et de surface spécifique 18-22 m2/g. 1.4.2 rétenteur d'eau :méthyl hydroxyethyl cellulose de viscosité rotovisko 20000-27000 mPa.s (en solution aqueuse à 2% / 20°C). -2- Mode opératoire : 10 * 3 kg de poudre comprenant le liant, la résine, les charges minérales et les additifs sont préparés et mélangés 3 minutes sur mélangeur de laboratoire Guedu (modèle 4.5 NO) de capacité utile 3,5 litres à une vitesse comprise entre 545 et 610 tours/minute. * Les 3 kg de poudre obtenus sont gâchés sur malaxeur de laboratoire Perrier 1 minute à une vitesse de 140 tours/minute puis les parois du bol sont raclées et le mélange est 15 poursuivi pendant 2 minutes à une vitesse de 140 tours/minute. Tableau 3 de composition (en partie par rapport à la part de liant hydraulique) exemple 1 exemple 2 exemple 3 exemple 4 Liant Liant Ciment 100 Ciment 100 Ciment 100 Ciment 100 hydraulique Portland Portland Portland Portland Oxyde de Oxyde de Oxyde de Oxyde de calcium calcium calcium calcium Résine Résine poudre redispersable Copolymère 8,11 Copolymère 8,11 Copolymère 8,11 Copolymère 8,11 acrylate acrylate acrylate acrylate Charges Filler calcaire Carbonate de calcium 0 Carbonate de calcium 27,03 Carbonate de calcium 0 Carbonate de calcium 13,51 minérales Sables siliceux Silice 75- 89,19 Silice 75- 129,73 Silice 75- 94,59 Silice 75- 113,38 300itm 300itm 300itm 300itm Silice 200- 67,57 Silice 200- 0 Silice 200- 67,57 Silice 200- 32,43 800itm 800itm 800itm 800itm Additifs Agent Acide 5,41 Acide 5,41 Acide 0 Acide 2,7 rhéologique silicique silicique silicique silicique Rétenteur Methyl 0 Methyl 0 Methyl 0 Methyl 0,14 d'eau hydroxyethyl hydroxyethyl hydroxyethyl hydroxyethyl cellulose cellulose cellulose cellulose 3039577 30 -IV- ESSAIS D'EVALUATION DU SYSTEME COMPOSITE GRILLE/MATRICE SELON L'INVENTION IV.1 Comportement en traction uniaxiale quasi-statique / Type d'essai : 5 L'identification des propriétés intrinsèques du système composite grille/matrice selon l'invention, faute de procédure normalisée, s'appuie sur un essai de traction directe très adapté aux matériaux fissurants qui a été validé sur la base d'une approche théoricoexpérimentale [1] : "R. CONTAMINE , A. SI LARBI, P. HAMELIN "Contribution to direct tensile testing of textile reinforced concrete (TRC) composites". Materials Science and 10 Engineering: A; 528 (2011), pp. 8589-8598." / Dimensions corps d'épreuve : La figure 8 montre les corps d'épreuve 100 qui sont composés d'une plaque 101 de système composite grille/matrice (100 x 500 mm2) ainsi que de talons d'aluminium 102 (4 x 100 x 100 mm) collés (sablage + double encollage à la colle époxy aux extrémités de la 15 plaque). Ces talons 102 sont reliés chacun par une jonction 103 à la machine de test de traction. Le système grille carbone/verre selon invention mis en oeuvre, comporte une seule grille marouflée au moyen de la matrice cimentaire. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3 mm. / Instrumentation : 20 L'essai est réalisé sur une machine de traction universelle ZWICK de capacité 5 tonnes. Il s'agit d'un essai statique monotone associé à une vitesse de montée en charge de lmm/min (jusqu'à la rupture de l'éprouvette). L'instrumentation retenue comporte deux capteurs de déplacement LVDT ± 20 mm qui sont disposés sur les deux faces de l'éprouvette de manière centrée (latéralement et en 25 hauteur). Un capteur de force judicieusement disposé permet d'obtenir l'évolution de l'effort appliqué. / Résultats / Conclusions : 6 éprouvettes identiques sont réalisées et sont testées L'analyse des résultats consiste à tracer la courbe contrainte / déformation (figure 9). 30 Ainsi, il apparaît que la reproductibilité des résultats sur les 6 éprouvettes, tant qualitative que quantitative, est établie. De plus, les lois de comportement obtenues traduisent les bonnes performances du système composite grille/matrice selon l'invention. En effet, qu'il s'agisse de la première zone (rigidité et contrainte de première fissuration) ou de la contrainte à rupture (de l'ordre de 30 MPa) les propriétés obtenues sont tout à fait 35 intéressantes. Enfin, les niveaux relativement élevés de la rigidité initiale (de l'ordre 50000 MPa) et la contrainte de première fissure suggèrent une très bonne interaction initiale des éléments constitutifs du système composite grille/matrice selon l'invention. 3039577 31 IV.2 Stabilité en température du système composite grille/matrice selon l'invention / Type d'essai : La tenue en température du système composite grille/matrice selon l'invention, en 5 l'absence d'une procédure d'essai spécifiquement adaptée au textile-mortier, est évaluée par le biais d'un essai de traction / cisaillement à double recouvrement (blocs de béton parallèles assemblés sur deux faces symétriques par les matériaux de renforcement). Cet essai initialement prévu pour les composites à base polymère, notamment les carbone-époxy, est recommandé par le groupe de travail de l'Association Française de Génie Civil 10 (AFGC). Le dimensionnement des éprouvettes et la surface de solidarisation sont définis en cherchant à minimiser les effets des contraintes locales pour permettre une exploitation en contrainte moyenne. / Dimensions corps d'épreuve : La figure 8 montre les blocs de béton 110 qui ont pour dimensions 15 140mm*140mm*250mm (béton préparé et mis en oeuvre suivant la norme NF EN 18-422). Le système grille carbone/verre selon invention mis en oeuvre, comporte une seule grille marouflée au moyen de la matrice cimentaire. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3 mm. Le système de renfort se présente sous la forme de 2 bandes 111 ayant chacune une longueur d'ancrage de 200 mm et une largeur de 50 mm. Les bandes 111 sont 20 disposées sur 2 faces opposées des 2 blocs 110 et les relient l'un à l'autre en maintenant entre leurs 2 faces d'extrémités en regard, un écartement Al. / Instrumentation : L'écartement (déplacement) des deux blocs (Al) est enregistré en continu par des capteurs 25 de déplacement 112 (figure 10) de type LVDT de course ± 5 mm de précision 10-4 mm et la vitesse de changement est de lmm/min. / Résultats / Conclusions : - Essai de traction / cisaillement à 2MPa durant 30min à 20°C, 60°C et 80°C Les résultats obtenus mettent en évidence l'absence de fluage du composite sur la durée 30 complète de l'essai (30 minutes) quelle que soit la température testée (20°C, 60°C, 80°C). Cela témoigne d'une bonne résistance du système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, sous sollicitations thermostimulées. - Essai de traction / cisaillement à 2MPa durant 12h à 80°C Les résultats obtenus valident la stabilité du système composite de renforcement grille 35 /matrice selon l'invention, pour une température d'utilisation en service de 80°C et un taux de travail en cisaillement de 2 MPa. En effet, après une stabilisation due à la mise en charge, le fluage de l'assemblage est quasiment inexistant sur une durée de 12h. 3039577 32 IV.3 Etude exploratoire en fatigue du système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention / Type d'essai : L'absence d'une procédure normalisée relative à la caractérisation de composites 5 textile/mortier, a conduit les inventeurs à en concevoir une adaptée aux matériaux fissurants. Il s'agit d'un essai de fatigue statique monotone. L'objectif est d'évaluer, sur la base d'essais de traction directe, l'aptitude de la configuration à subir 1000 cycles de sollicitation. Dans le but de refléter au mieux les sollicitations que le système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, pourrait être amené à subir dans le cadre de 10 la réparation, c'est la fatigue ondulée qui a été retenue. Au cours d'un cycle, une variation allant de 0 à 60% de la contrainte de traction maximale est donc appliquée (soit de 0 à 18MPa). / Dimensions corps d'épreuve : Les corps d'épreuve utilisés sont les mêmes que les corps d'épreuve 100 décrits ci-avant et 15 représentés sur la figure 8. Le système grille carbone/verre selon invention mis en oeuvre, comporte une seule grille marouflée au moyen de la matrice cimentaire. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3mm. / Instrumentation : 20 L'essai est réalisé sur une machine de traction universelle ZWICK de capacité 5 tonnes dont la vitesse de montée en charge est de lmm/min (jusqu'à la rupture de l'éprouvette). L'instrumentation retenue comporte deux capteurs de déplacement LVDT ± 20 mm qui sont disposés sur les deux faces de l'éprouvette de manière centrée (latéralement et en hauteur). Un capteur de force judicieusement disposé permet d'obtenir l'évolution de 25 l'effort appliqué. /Résultats / Conclusions : L'analyse des résultats consiste principalement à apprécier l'endommagement macroscopique de l'éprouvette en prenant comme référence l'évolution de la rigidité (module d'Young ascendant E+, module d'Young descendant E-, énergie dissipée J, 30 déformation par cycle, déformation résiduelle accumulée, déformation à la contrainte maximum) (figure 11). L'évolution de la rigidité (E+ ou E-), quasiment constante, souligne la quasi absence de dégradation macroscopique du système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention le long des 1000 cycles. Ce constat traduit clairement les bonnes dispositions 35 système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, vis-à-vis de la sollicitation de fatigue statique à 1000 cycles et suggère des performances satisfaisantes pour un nombre de cycles sensiblement plus conséquent. 3039577 33 L'énergie dissipée par cycle est significativement plus importante au premier cycle dans la mesure où elle correspond, pour une large part, à la formation des fissures. Au-delà, son évolution est quasiment constante les 999 cycles suivants. Les mêmes mécanismes sont mobilisés (dans des proportions stables) à partir du deuxième cycle et tendent à suggérer 5 que la création éventuelle de fissures supplémentaires à partir du deuxième cycle est inexistante ou marginale. Cette dernière suggestion semble d'autant plus réaliste qu'elle est confortée par l'évolution de la déformation résiduelle qui demeure quasiment stable au-delà du premier cycle. Ainsi, le système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, est 10 parfaitement adapté pour une réparation de poutre vis-à-vis de sollicitations de flexion (moment fléchissant). IV.4 Evaluation de la cohésion superficielle du système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, sur support béton / Type d'essai : 15 Afin de vérifier les performances du système composite de renforcement grille /matrice selon l'invention, vis-à-vis des sollicitations d'arrachement, des essais de cohésion superficielle ont été réalisés en suivant la procédure décrite dans la norme EN ISO 4624 Peinture et vernis, essais de traction, référencée dans la norme générale NF P98-284-1 [Septembre 1992 Essais relatifs aux chaussées - Produits d'étanchéité pour ouvrages d'art - 20 Résistance à la fissuration provoquée - Partie 1 : essais sur produits coulés adhérant au support. L'adhérence du composite sur un support de type béton est ainsi mesurée par un test de traction directe]. / Dimensions corps d'épreuve : Le béton destiné à la confection des dalles est défini par une résistance à la compression à 25 28 jours au moins égale à 30 MPa. Le système grille carbone/verre selon invention mis en oeuvre, comporte une seule grille marouflée au moyen de la matrice cimentaire. Il est appliqué en monocouche à la surface de ce dernier. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3,0 mm ± 0,2 mm. Puis après carottage, des pastilles métalliques, au nombre de 6, sont collées grâce à un mortier époxy dont la résistance en traction est 30 supérieure à 10 MPa. / Instrumentation : L'adhéromètre utilisé est de type SATEC (figure 12 dans laquelle (120) : bague extérieure - (121) : pastilles métalliques - (122): système composite - (123): support béton). Il permet d'appliquer manuellement un effort de traction selon une vitesse constante jusqu'à la 35 rupture dans un délai de 90 s. / Résultats / Conclusions : La contrainte moyenne d'adhérence, définie par le rapport de la charge moyenne de rupture à la surface nominale de la pastille, est ainsi calculée. Cette dernière, égale à 2,1 MPa, est 3039577 34 supérieure à 2 MPa. De plus, la rupture observée est de type cohésive, rupture dans le béton du substrat. La combinaison de ces deux résultats confirme que le système composite grille/matrice selon l'invention et adaptée au renforcement d'ouvrages en béton ou d'ouvrages de maçonnerie. 5 IV.5 Résultats expérimentaux sur poutres en flexion (moment fléchissant) renforcées par matériau composite LANKOSTRUCTURE TRM / Type d'essai : L'objectif est de quantifier les performances du système composite grille/matrice selon 10 l'invention dans le cas de la réparation d'une poutre en béton armé vis-à-vis de sollicitations de flexion (moment fléchissant). Pour cette évaluation, un dimensionnement conformément à une approche réglementaire et en accord avec les moyens expérimentaux disponibles au laboratoire est réalisé. Ce dimensionnement est effectué à l'ELU (Etat Limite Ultime) et les prérequis sont les suivants : 15 - Se prémunir vis-à-vis de la rupture d'effort tranchant - Rupture de la poutre en béton armé en pivot A (valorisation des renforts) - S'affranchir de l'interaction de l'effort tranchant (flexion 4 points) Une charge de rupture maximale de 12 tonnes est ainsi retenue. De plus, la poutre est délibérément endommagée préalablement à la mise en oeuvre du système composite 20 grille/matrice selon l'invention et la plastification des armatures tendues (taux de déformation résiduelle de l'ordre de 350 µm/m) constitue le critère d'endommagement retenu. / Dimensions corps d'épreuve : La figure 13 de poutre P renforcée par un système grille carbone/verre selon invention qui 25 comporte une seule grille marouflée au moyen de la matrice cimentaire et qui se présente sous la forme d'une bande 200 de largeur correspondant à la /largeur de la poutre soit 150 mm, et de longueur égale à 195 cm, soit 5 cm de moins que la longueur utile de la poutre testée, de manière à s'affranchir d'un contact parasite entre l'élément de renfort et l'appui. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3,0 mm ± 0,15 mm. 30 / Instrumentation : Les essais sont conduits sur un bâti de flexion adapté. Il s'agit d'une flexion 4 points fl f2 f3 f4 (cf fig. 13). Pour s'affranchir de l'effort tranchant en partie centrale. Le chargement est appliqué de manière progressive (statique) monotone jusqu'à rupture. Le pilotage se fait en force (montée en charge régulière). L'instrumentation adoptée est constituée : 35 - d'un capteur de force d'une capacité de 200 kN; - de jauges de déformation 201 (120 ohms) disposées sur la hauteur de la poutre P . - d'un capteur de déplacement 202 (LVDT ± 25 mm) disposé au centre de la poutre 3039577 35 En complément, l'évolution comparative de l'ouverture des fissures sur la partie centrale de la poutre est établie au moyen d'un système de corrélation d'images. / Résultats / Conclusions : Les courbes charge-flèche associées aux deux poutres issues de la même gâchée (la poutre 5 de référence saine et la poutre P en béton armé endommagée et réparée à l'aide du système de renforts grille/matrice selon l'invention) (figure 14) illustrent des comportements qualitativement semblables bien que la rigidité initiale de la poutre renforcée par le système composite grille/matrice selon l'invention, soit inférieure du fait de son endommagement avant réparation. 10 Au-delà de cette zone, de faible étendue, qui traduit l'intégrité macroscopique de la poutre de référence, la pente de la poutre P renforcée par le système composite grille/matrice selon l'invention, est légèrement supérieure du fait d'un pontage effectif des fissures. Puis, est mise en évidence une dernière zone non linéaire qui traduit la dégradation progressive de la poutre (essentiellement des armatures d'acier) et, le cas échéant, du renfort rapporté. 15 D'un point de vue quantitatif, il apparaît clairement que le système composite grille/matrice selon l'invention contribue à différer le point « d'inflexion » (appelle « seuil de plastification ») par rapport à la poutre de référence. Ainsi, une augmentation de l'ordre de 20% est constatée en termes de charge à rupture et une augmentation de l'ordre de 10% est établie en termes de charge de plastification des armatures d'acier. 20 En ce qui concerne l'ouverture de fissure unitaire, des comportements qualitativement très semblables sont également observés. Toutefois, l'effet du renfort du système composite grille/matrice selon l'invention est clairement mis en évidence. En effet, l'ouverture unitaire de fissure est réduite de manière très sensible pour un niveau de charge équivalent, et ce jusqu'à des niveaux de charges élevés correspondant à ceux envisagés à l'ELS (Etat 25 Limite de Service) où les problématiques liées à l'ouverture de fissures sont centrales. / Type d'essai : L'objectif est de quantifier les performances associées au système composite grille/matrice selon l'invention dans le cas de la réparation d'une poutre en béton armé vis-à-vis de sollicitations d'effort tranchant. Pour cette évaluation, un dimensionnement conformément 30 à une approche réglementaire (BAEL et EUROCODE 2) et en accord avec les moyens expérimentaux disponibles au laboratoire est réalisé, les prérequis de ce dimensionnement sont les suivants : - Se prémunir vis-à-vis de la rupture de moment fléchissant - Localiser la rupture sur un seul côté pour une meilleure appréhension des phénomènes 35 physiques - Rupture de la poutre par cisaillement « pur » (macro fissure oblique) 3039577 36 / Dimensions corps d'épreuve : Le système composite grille/matrice selon l'invention de renforcement, est mis en oeuvre sur la poutre selon deux configurations : - 1 seule bande continue de 650 mm sur tout le pourtour 5 - 8 bandes de 30 mm de largeur sur les faces latérales et inférieure La longueur utile des poutres testées est de 2 m. L'épaisseur du système composite, une fois durci, est de 3,0 mm ± 0,25 mm. / Instrumentation : L'instrumentation est constituée de : 10 - 2 jauges de déformation (120 ohms) disposées sur les armatures (1 sur les aciers transversaux de la partie sous dimensionnée, la dernière est collée en partie centrale des aciers longitudinaux) - 1 capteur de déplacement (LVDT ± 25 mm) positionné à mi-travée des poutres - 1 capteur de force de capacité 50 kN 15 / Résultats / Conclusions : Les courbes charge - flèche obtenues confirment les très bonnes dispositions du système composite grille/matrice selon l'invention pour la réparation et/ou renforcement vis-à-vis de l'effort tranchant (figure 15). Le système composite grille/matrice selon l'invention contribue significativement à 20 l'augmentation de la charge ultime par rapport à la poutre référence. Ainsi, les écarts vont grosso modo de 15 à 20 % ce qui se révèle d'autant plus satisfaisant que seule une couche de composite a été mise en oeuvre. De plus, un zoom à l'échelle locale permet de souligner l'aptitude du renfort système composite grille/matrice selon l'invention (indépendamment de la configuration retenue) à 25 générer un niveau de déformation de l'acier très sensiblement supérieur à celui de la poutre de référence. Ce paramètre constitue un indicateur du niveau de ductilité de l'élément de structure. REVENDICATIONS1. Système composite de consolidation d'ouvrages, notamment de béton armé ou de maçonnerie, comprenant une matrice durcissable ou durcie et une grille (1) de renfort textile, dans lequel la grille (1) comprend au moins une couche formée: - d'une part, d'une armature (2) constituée de fils de chaîne (2°c) et de fils de trame (2°t) plats; - et, d'autre part, d'un réseau de liage (3) de l'armature (2); caractérisé en ce que le réseau de liage (3) est tel qu'il assure la stabilité dimensionnelle sous contrainte des mailles (4) de l'armature (2), avant l'application de la grille (1) sur l'ouvrage à consolider. 2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la stabilité dimensionnelle sous contrainte est qualifiée comme suit dans un test TS: La déformation d'un échantillon de 40x40 cm suspendu par ces deux coins supérieurs dans un plan vertical et soumis à la contrainte en traction d'une masse de 1 (déformation Dl) ou 2 kg (déformation D2) accrochée au milieu du bord inférieur de l'échantillon, est telle que: 1,6 ; 1,5 ; 1,4 ; 1,2 ; 1,0 ; 3. Système selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'au moins une partie des fils (2°c, 2°t, 3°c, 3°t) de la grille (1) sont enduits/imprégnés d'au moins un polymère, de préférence choisi dans le groupe comprenant-ou mieux encore constitué par- : - les (co)polymères (meth)acryliques, avantageusement sélectionnés dans le sous-groupe comprenant-ou mieux encore constitué par- les copolymères d'alkylesters comprenant avantageusement 1 à 8 atomes de carbone, avec l'acide acrylique, ou l'acide méthacrylique, en particulier ceux choisis dans la famille comprenant-ou mieux encore constituée par- de préférence l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, l'acrylate d'éthyle 2 hexyle et leurs correspondants avec l'acide méthacrylique; et leurs mélanges; - les (co)polymères d'esters vinyliques avantageusement sélectionnés dans le sous- groupe comprenant-ou mieux encore constitué par- les homopolymères et les copolymères d'acétate de vinyle, en particulier ceux choisis dans la famille Cabinet Plasseraud - Dl inférieure ou égale à - en cm et dans un ordre croissant de préférence - : 2,5; 1,5; 1,0 ; 0,8; 0,6 ; 0,5 ; 0,3 ; 0,2 ; 0,1 ; - D2 inférieure ou égale à - en cm et dans un ordre croissant de préférence - : 5 ; 4 ; 3 ; 2 ; 1,8 ; 3039577 38 comprenant-ou mieux encore constituée par- les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène, les (co)polymères de chlorure de vinyle tels que les copolymères de chlorure de vinyle et d'éthylène, les (co)polymères de laurate de vinyle, les (co)polymères de versatate de vinyle, les (co)polymères d'esters vinyliques d'acides 5 alpha monocarboxyliques, saturés ou non, ramifiés ou non, comprenant avantageusement 9 ou 10 atomes de carbone, les homopolymères d'esters vinyliques d'acides alkylcarboxyliques, saturés ou non, ramifiés ou non, comprenant avantageusement de 3 à 8 atomes de carbone, des copolymères de ces derniers homopolymères avec l'éthylène, le chlorure de vinyle, et/ou d'autres esters vinyliques; 10 et leurs mélanges; - les (co)polymères de styrène avec le butadiène ou avec un ou plusieurs esters acryliques avantageusement sélectionnés dans le sous-groupe comprenant-ou mieux encore constitué par les alkylesters éthyléniquement insaturés comprenant avantageusement de 1 à 8 atomes de carbone de l'acide (meth)acrylique, de 15 préférence l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, l'acrylate d'éthyle 2 hexyle et leurs correspondants avec l'acide méthacrylique; et leurs mélanges; - les (co)polymères thermofusibles, avantageusement sélectionnés dans le sous-groupe comprenant-ou mieux encore constitué par- les polyéthylènes, les polypropylènes, les 20 polyesters, les polyamides, les copolymères Ethylène-Propylène-Diène Monomère (EPDM), et leurs mélanges; - et leurs mélanges. 4. Système selon l'une au moins des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les fils de trame (2°t) et 25 les fils de chaîne (2°c) de l'armature (2) sont compris dans deux plans parallèles. 5. Système selon l'une au moins des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le réseau de liage (3) de l'armature (2) est une armure constituée d'éléments de chaîne (3°c) et d'éléments de trame (3°t), et en ce que cette armure (2) est à pas de gaze; chaque élément de chaîne (3°c) de cette armure (2) 30 comprenant au moins deux fils de liage (3i°c, 3ii°c), de préférence deux, et chaque élément de trame de cette armure comprenant au moins un fil de liage (3°t), de préférence un. 6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que: - chaque élément de chaîne de l'armure comprend deux fils de liage de chaine (3i°c, 3ii°c) et 35 chaque élément de trame de l'armure comprend un fil de liage de trame (3°t), - l'un (3i°c) des deux fils de liage (3i°c, 3ii°c) passe d'un même côté Cl de tous les fils de trame (2°t) de l'armature (2), Cabinet Plasseraud 3039577 39 - l'autre (3ii°c) fil de liage de chaine passe d'un même côté C2 opposé à Cl de tous les fils de trame (2°t) de l'armature (2), - entre deux fils de trame successifs (2°t) de l'armature (2), les fils de liage de chaine (3i°c, 3ii°c) se croisent avant le fil de liage de trame (3°t), passent de part et d'autre du fil de liage de trame (3°t) puis se recroisent pour enserrer le fil de trame (2°t) de l'armature (2). 7. Système selon l'une au moins des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la matrice durcissable comprend (en parties en poids sur sec ) : 10 o o 100 de liant; - 1000 ; 20 - 500 1 - 4000, et dans un ordre croissant de préférence, 5 - 2000 ; 10 de charges minérales ; o 0,01 - 1000, et dans un ordre croissant de préférence, 0,05 - 800 ; 0,1 - 500 ; 0,5 - o 200 ; 1 - 50 d'au moins une résine; 0 - 500 d'additifs, et préférentiellement 0,01 - 50. 15 8. Grille (1) de consolidation d'ouvrage de béton armé ou de maçonnerie caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche formée: - d'une part, d'une armature (2) constituée de fils de chaîne (2°c) et de fils de trame (2°t) plats; 20 - et, d'autre part, d'un réseau de liage (3) de l'armature (2); et en ce que le réseau de liage (3) est tel qu'il assure la régularité géométrique et la stabilité dimensionnelle des mailles (4) de l'armature (2), avant l'application de la grille (1) sur l'ouvrage à consolider. 25 9. Structure composite durcie obtenue à partir du système selon l'une au moins des revendications 1 à 7. 10. Procédé de consolidation d'ouvrage en béton armé ou de maçonnerie caractérisé en ce qu'il consiste à maroufler la grille (1) telle que définie dans l'une au moins des revendications 1 à 6 ou 8, sur l'ouvrage avec la matrice telle que définie dans la revendication 1 ou 7, éventuellement après avoir 30 mélangé ladite matrice avec un liquide, de préférence de l'eau. 11. Formulation humide caractérisée en ce qu'elle comprend la matrice telle que définie dans la revendication 1 ou 7, mélangée à un liquide, de préférence de l'eau. Cabinet Plasseraud 3039577 12. Procédé de préparation de la formulation humide selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mélanger un liquide, de préférence de l'eau à tout ou partie des composants de la matrice telle que définie dans la revendication 7, le reste des composants étant ensuite incorporé progressivement dans le mélange si cela n'a pas été fait auparavant. 13. Utilisation d'une grille (1) selon la revendication 8 ou visée dans la revendication 1 pour consolider notamment un ouvrage de béton armé ou de maçonnerie, par marouflage à l'aide d'une formulation humide selon la revendication 11. Cabinet Plasseraud