Etude de matériaux minéraux renforcés par des fibres organiques en vue de leur utilisation dans le renforcement et la réparation des ouvrages tels que les ponts
L'utilisation du bois a conduit jusqu'à présent à des applications d'allégement ou d'isolation vis à vis du bruit, mais les aspects de renforcement en termes de propriétés mécaniques du matériau final sont encore très mal connus. L'objectif principal du présent travail est d'explorer les potentialités et les problèmes posés par l'utilisation du bois comme renfort dans une matrice cimentaire. Le bois utilisé dans cette étude est du peuplier sous forme de baguettes de section carrée (2 mm x 2 mm, longueur : 48 mm), ayant ou non subi un traitement de rétification. Ce traitement thermique, mis au point et réalisé au Centre SPIN permet de limiter la reprise en eau par le bois et, partant, de réduire ses variations dimensionnelles. Mais le bois traité est alors plus fragile. Le bois a été caractérisé par des essais de flexion 3 points en utilisant la statistique de Weibull. Le traitement de rétification conduit à une diminution de la résistance moyenne, ainsi que l'humidification du bois. Des essais réalisés avec différentes longueurs entre appuis montrent que le bois testé en flexion présente un effet de volume non conforme au modèle de Weibull : la contrainte ultime due au moment fléchissant est d'autant plus élevée que la distance entre appuis est grande. Ce résultat sera analysé et discuté en prenant en compte les efforts tranchants. Afin de caractériser in fine l'effet du renforcement dans le cas d'un composite à fibres courtes orientées aléatoirement, nous avons développé un test d'extraction où les baguettes sont orientées obliquement, d'un angle thêta, par rapport à l'effort de traction. Lors de l'extraction, les baguettes subissent une flexion qui conditionne leur probabilité de rupture. Les résultats concernant la force de pontage en fonction de l'angle d'inclinaison sont analysés et simulés à l'aide d'un modèle analytique d'encastrement oblique et des critères de "pliage" et de rupture des baguettes. La méthodologie d'étude du pontage d'une fissure par a aussi été appliquée au cas de renforts plus résistantes en traction et dont l'accrochage avec le ciment est plus fort, il s'agit de rubans minces de verres métalliques.