Conception d’un ancrage par collage, optimisé grâce à la dépendance du comportement de l’adhésif vis à vis de la pression hydrostatique

La technique du collage structural s’avère être de plus en plus utilisée dans le domaine du génie civil que ce soit dans le cadre de travaux de renforcements pour le collage d’éléments additionnels ou que ce soit dans le cadre de la réalisation de nouvelles structures en remplacement des techniques d’assemblages usuelles. Le collage structural induit cependant des concentrations de contraintes aux extrémités du joint collé et de nombreux auteurs se sont donc attachés à les étudier pour les réduire et par conséquent augmenter la capacité de l’assemblage, voire sa durée de vie. Toutes ces études concernent donc l’optimisation du transfert des efforts par collage. On s’intéresse ici à l’étude du rôle de la pression hydrostatique sur les capacités ultimes des adhésifs utilisés. Celle-ci permet de nous intéresser ensuite à une nouvelle forme de joint collé, à savoir, le joint " courbe " qui permet de créer naturellement une composante de compression hors plan du joint collé en extrémité. Dans un premier temps, une modélisation en mécanique linéaire classique est conduite pour étudier l’influence de différents paramètres géométriques sur les contraintes, puis nous nous intéressons à la mécanique de la rupture pour étudier la propagation d’éventuelles fissures pour cette nouvelle géométrie. Après avoir mené notre étude théorique, nous présentons ensuite quelques essais quasi-statiques comparant joint plan et joint courbe. Les résultats de ces investigations sont ensuite exploités au regard des divers développements théoriques exposés. Un brevet vient d’être déposé pour cette nouvelle géométrie, et des essais additionnels sont en cours de réalisation, mais le joint courbe semble prometteur

Utilisation de la dépendance du comportement de l'adhésif vis-à-vis de la pression hydrostatique pour optimiser la capacité des joints collés = Using the adhesive's behaviour dependence on the hydrostatic pressure to optimise adhesive joint capacity

National audienceLa technique du collage structural s'avère être de plus en plus utilisée dans le domaine du génie civil que ce soit dans le cadre de travaux de renforcements pour le collage d'éléments additionnels ou que ce soit dans le cadre de la réalisation de nouvelles structures en remplacement des techniques d'assemblages usuelles. Le collage structural induit cependant des concentrations de contraintes aux extrémités du joint collé et de nombreux auteurs se sont donc attachés à les étudier pour les réduire et par conséquent augmenter la capacité du joint collé, voire sa durée de vie. Toutes ces études concernent donc l'optimisation du transfert des efforts par collage. On s'intéresse ici à l'étude du rôle de la pression hydrostatique sur les capacités ultimes des adhésifs utilisés. Celle-ci permet de nous intéresser ensuite à une nouvelle forme de joint collé, à savoir, le joint « courbe » qui permet de créer naturellement une composante de compression hors plan du joint collé en extrémité. Dans un premier temps, une modélisation en mécanique linéaire classique est conduite pour étudier l'influence de différents paramètres géométriques sur les contraintes, puis nous nous intéressons à la mécanique de la rupture pour étudier la propagation d'éventuelles fissures pour cette nouvelle géométrie. Après avoir mené notre étude théorique, nous présentons ensuite quelques essais quasi-statiques comparant joint plan et joint courbe. Les résultats de ces investigations sont ensuite exploités au regard des divers développements théoriques exposés. Un brevet vient d'être déposé pour cette nouvelle géométrie, et des essais additionnels sont en cours de réalisation, mais le joint courbe semble prometteur

Acoustic monitoring of a prestressed concrete beam reinforced by adhesively bonded composite

ICCRRR 2018, International Conference on Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting, Cape Town, Afrique du Sud, 19-/09/2019 - 21/09/2019The use of adhesively bonded composite reinforcement is relatively widely used for concrete structures. Yet, some questions remain regarding its use in the case of prestressed concrete structures especially in relation with the influence of existing cracking and the verification of the encountered damage phenomena at real scale. French National Organism CEREMA with the help of French motorway bridge owners association ASFA and French National Research Organism IFSTTAR realized several real size experimental investigations of an old prestressed concrete beam coming from a deconstructed bridge to answer these questions (Project CLERVAL). Both flexure and shear tests up to failure were carried out and several measurement methods were used to understand the role of the composite reinforcement on the behavior of the structure and the damage scenario. Acoustic emission was one of these methods and two different systems were investigated. The proposed communication will first describe the two used acoustic systems and their dedication (localized acoustic emission and overall acoustic survey). A specific development will then be presented aiming at optimizing the obtained acoustic phenomena localization taking into account the anisotropy of the prestressed concrete beam. Finally, main results will then be presented for both flexure and shear tests

Ponts mixtes bois béton collés: Etude de l’interface sous chargement thermo-hygromécanique

Dans ce papier sont présentés les premiers résultats d’une étude globale visant à consolider, puis proposer des règles de dimensionnement de ponts mixtes bois / béton collés. La liaison collée est explorée de manière expérimentale avec des essais de cisaillement utilisant du lamellé collé et du LVL. Afin d’anticiper le vieillissement de cette liaison, des essais ont été réalisés à différentes humidités. Dans une deuxième partie, le développement d’outils de simulation par éléments finis est présenté. La modélisation thermo-hydrique est appliquée sur des temps longs à des sections correspondant aux nervures bois d’un pont. Les phénomènes mécaniques à prendre en compte sont listés.Conseil Régional Bourgogne Franche-Comt

Design of a bonded anchorage for composite plates : influence of the adhesive plasticity

While designing specific anchorage devices for a pedestrian bridge made with composite material [1], an interest was given to the use of adhesives exhibiting elasto-plastic behaviour. The use of the adhesive bonding technology for the anchorage of composite elements is indeed particularly well-suited when properly designed and realized as it reduces stress concentrations which occur when bolting is used for instance. The way an elastic adhesive joint transfers stresses is nowadays rather well-known, and has been studied by numerous authors who highlighted more particularly the concept of characteristic anchorage length [2]. Here, the use of an elasto-plastic adhesive was studied. Both experimental and theoretical analyses were conducted to investigate the influence of the non-linear behaviour of the polymeric adhesive. In the first part, the different tests will be presented including tensile tests on the adhesive, and tests on symetric double-lap joints using both elastic and elasto-plastic adhesives. Then, a finite element analysis will be described and its results compared to the obtained experimental ones. First comparisons made in the experimental part will focus on joint maximum capacities, and following comparisons on a parameter called slip which characterizes the way the joint is deformed in shear

Shear stress transfer optimization using a curved adhesively bonded joint

International audienc

Conception et dimensionnement d'un ancrage de hauban plat en composite

Dans le cadre de la conception d'une passerelle piéton composite de type bow-string, on envisage la réalisation des ancrages des haubans par collage. Cette technique est bien adaptée à l'assemblage de matériaux composites puisqu'elle permet de limiter les phénomènes de concentration de contraintes et n'endommage pas le matériau contrairement au boulonnage par exemple. La conception d'un assemblage collé relève cependant de nombreux domaines, et on doit donc s'intéresser aux mécanismes d'adhésion qui confèrent la résistance d'interface entre la colle et les matériaux, et à la compréhension des mécanismes de transfert par le collage qui requiert un outil prédictif d'évaluation des champs de contrainte. A ce titre, une méthode analytique 1D prenant en compte le comportement non-linéaire de la colle est développée dans cet article, et comparée à une méthode de type éléments finis. A cette méthode théorique est associée une large série d'essais expérimentaux visant à définir les propriétés mécaniques des différents assemblages, et à constituer une base de données des résistances de joints collés en fonction de différents paramètres géométriques

Optimisation du transfert des efforts d'un joint collé : Utilisation d'un "joint courbe"

La technique du collage structural s'avère être de plus en plus utilisée dans le domaine du génie civil que ce soit dans le cadre de travaux de renforcements pour le collage d'éléments additionnels ou que ce soit dans le cadre de la réalisation de nouvelles structures en remplacement des techniques d'assemblage usuelles. On s'intéresse ici à l'optimisation du transfert des efforts par cette technique d'assemblage en étudiant le rôle de la pression hydrostatique sur les capacités ultimes des adhésifs utilisés. Celle-ci permet de nous intéresser à une nouvelle forme de joint collé, à savoir le joint "courbe" qui permet de créer naturellement une composante de compression hors plan du joint collé en extrémité. Un brevet vient d'être déposé pour cette nouvelle géométrie, et des essais additionnels sont en cours de réalisation, mais le joint courbe semble prometteur

Evaluation of bonded FRP strengthening systems for concrete structures using Infrared Thermography and Shearography

Cet article présente une méthode de détection et de caractérisation (largeur et profondeur) des défauts d'adhésion des matériaux composites (polymères renforcés de fibres) collés à la surface des structures en béton et destinés à les renforcer. La méthode proposée permet la détection de défauts de collage entre deux couches de matériaux de renfort. Elle permet de plus d'évaluer la qualité du collage (délaminage partiel, dégradation ou faible qualité initiale de l'adhésif). La méthode utilise deux techniques : la shearographie avec une sollicitation par dépression et la thermographie infrarouge stimulée. Nous présentons le principe de la méthode et des essais expérimentaux. La performance de la méthode est démontrée sur des corps d'épreuve dont les défauts de collage sont calibrés en remplaçant localement la résine de collage par une pastille de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Cette substitution d'adhésif est effectuée, soit à l'interface adhésive entre le béton et le composite soit entre deux couches de renfort composite