Degradation of the residual strength of concrete: effect of fiber-reinforcement and of rubber aggregates – Application to thin bonded cement-based overlays

Ce travail est centre sur l'etude du decollement de couches minces adherentes a base cimentaire sur un substrat en beton sous chargement mecanique. Comme materiaux de reparation, des mortiers renforces par des fibres et/ou incorporant des granulats en caoutchouc sont utilises. Dans ces conditions, l'etude de la durabilite des reparations implique necessairement celle de la degradation de la resistance sous chargement de fatigue. Dans ce contexte, des essais de fatigue par traction, controles par l'ouverture de la fissure (CMOD) sont effectues sur des echantillons composites afin d'etablir la loi de degradation de la resistance du mortier renforce par des fibres et / incorporant des granulats en caoutchouc. Les resultats montrent que, pour une ouverture de fissure maximale donnee, la resistance residuelle diminue avec le nombre de cycles et ce quelle que soit la nature du composite. La degradation maximale de la resistance residuelle se produit dans le cas du mortier non fibre. Pour des grandes ouvertures de fissure, un renfort par des fibres permet de limiter cette degradation sous un chargement de fatigue. Dans le cas du mortier incorporant des granulats en caoutchouc, la degradation de la resistance residuelle est limitee pour les petites ouvertures de fissure. Une association granulats caoutchouc-renforcement par des fibres permet de limiter les degâts sur une large etendue d'ouvertures de fissure. Cette solution confere au composite un interet pour une application durable dans le cas des reparations minces adherentes a base cimentaire. En tenant compte des principales pathologies rencontrees dans cette application tels que la fissuration de la couche de reparation suivie par le decollement de l'interface, differentes techniques de preparation de la surface du support ont ete evaluees. Parmi celles-ci, un traitement de la surface par sablage, facile a mettre en œuvre dans les conditions reelles, a ete utilise. Pour evaluer la performance structurale, des poutres composites constituees d'un rechargement mince sur des substrats dont la surface a ete prealablement traitee par sablage ont ete soumises a des essais de flexion trois points (monotone et fatigue). Pour le suivi de l'evolution de la fissuration dans le rechargement et du decollement a l'interface, la technique de correlation d'image 3D est employee. Il en resulte que l'incorporation des granulats caoutchouc dans le materiau de reparation est efficace pour controler la fissuration, et par consequent pour retarder l'initiation du decollement. De plus, le renforcement du materiau de reparation par des fibres est egalement efficace pour limiter la propagation du decollement en controlant l'ouverture de la fissure. Ainsi, l'utilisation simultanee des granulats caoutchouc et des fibres dans le materiau de reparation par couches minces a base cimentaire peut etre une solution appropriee pour retarder l'initiation du decollement et egalement pour limiter sa propagation, autrement dit pour la durabilite de l'application. Les granulats en caoutchouc utilises etant obtenus par broyage de pneus usages non reutilisables, cette approche apporte une valeur ajoutee en valorisant un sous produit industriel et en contribuant a la sauvegarde d'un environnement sain.