CENTRE UNIVERSITAIRE MOHAMED BOUDIAFMSILA INSTITUT DE GENIE-CIVILLINFLUENCEDESFIBRESMETALLIQUESSURLE COMPORTEMENT MECANIQUE DU BETON Thse prsente pour lobtention du diplme de Magister En : BETON.

Par : Abdeslam BENYAHIA. Le, 09.03.2001 CENTRE UNIVERSITAIRE MOHAMED BOUDIAFMSILA INSTITUT DE GENIE-CIVILLINFLUENCEDESFIBRESMETALLIQUESSURLE COMPORTEMENT MECANIQUE DU BETONThse prsente pour lobtention du diplme de Magister En : BETON. Par : Abdeslam BENYAHIA. Sous la direction de Mekki BIBImatre de confrences. Devant le jury compos de : TaharAYADATMatre de confrences, prsident de jury.(C.U..Msila) MekkiBIBIMatre de confrences, rapporteur.(C.U..Msila) Zine El Abidine RAHMOUNIMatre assistant, charg de cours, co-rapporteur (C.U..Msila) Abdelkrim KADIDMatre assistant, charg de cours, examinateur.(U..Batna)Abdelghani NACERI Matre assistant, charg de cours, examinateur.(C.U..Msila) Ali HAMDOUNPh.D en Gnie-Civil, examinateur.(C.U..Msila) Le, 09.10.2001 prambule : Lanalysedelavariabilitaupointdevuedeplusieurscaractresconsidrsisolment, permet de rpondreunequestiondesplusimportantesdansledomainedugnie-civil,estcellede lindpendanceoudelinterdpendancedescaractres.Laquestionrestetoujourslammedans dautresdomaines.Direquedeuxcaractressont troitement lis ou interdpendants, cest quune variationdfiniedelunentraneunevariationproportionnelledelautre.Quandilsagit dapprcierunrsultatcomparatif,laprobabilitpourquelersultat soit significatif, dpend de la grandeur du rsultat. Dans la pratique des essais comparatifs, il est rarement possible de disposer de sries dun nombre lev de rsultats, ce nombre est presque toujours infrieur 30, il est souvent de 5 10, dans ce cas la dviation standard ainsi que lerreur probable tendent tre plus leves. Dansltude portant sur lemploi des fibres mtalliques, incorpores dans la masse du bton, pour butdamliorercertainescaractristiquesdecelui-ci,lemploidesoutilsstatistiquesestune opportunittrsavantageusedanslinterprtation,lecontrleetlaprisededcisionentoute circonstance et pour diffrents types de btons en gnrale, cette approche scientifique, nous permet daboutirdesconclusionsplusclaires,sansbeaucoupdemargesderreursdapprciationcela dunepart,dautrepart,ellepermetllaborationdavantsprojetsdecritresetdespcifications, utilisables utilement dans les contrats dexcution des projets de construction. Il est de lavis de beaucoup de spcialistes, que lemploi des statistiques, constitue la base de toute analyse. SOMMAIREChapitre I Introduction1- Les fibres mtalliques 1 1.1 - Gnralit 1.2 Bton de fibres 1.3 - But de la recherche2 1.4 - Les matriaux composites 3 1.4.1 - Gnralits1.4.2 - Les diffrents types de fibres1.4.2.1 - Les fibres mtalliques4 1.4.2.2 - Les fibres de fonte amorphe1.4.2.3 - Les fibres de verre1.4.2.4 - Les fibres de polypropylnes1.4.3 - Propritsmcaniques des fibres mtalliques 1.4.3.1 - Tnacit du matriau1.4.3.1.1 - La mthode ACI 5 1.4.3.1.2 -La mthode japonaise 1.4.3.1.3 -La mthode Barr 1.4.3.1.4 - La mthode ASTM 1.4.4 - Domaines dapplication 7 1.4.4.1 -Le domaine du btiment1.4.4.2 - Le domaine des travaux publics 1.4.4.3 - Gnie-civil autre que le btiment et travaux publics 8 1.4. 5 - Recherches et travaux effectues sur les btons de fibres 1.4.6- Comportement leffort tranchantChapitre II Essais et exprimentations2.1 Matriaux et matriels 11 2.1.1 compositionsdu bton 2.1.1.1 dfinitions2.2 -ciments 2.2.1 - classification et qualit du ciment2.2.2 - Choix du ciment2.2.3 - Stockage du ciment12 2.3.1- Classification granulomtrique2.3.2 - Les modules de finesse2.3.3 - Spcifications pour les granulats13 2.3.4 - Granularit2.3.5 - Dimension maximale14 2.3.6 - Propret2.3.7 - Nature et forme15 2.3.7.1 - Forme16 2.3.8 -Qualit2.3.8.1 - Coefficient granulaire2.4 - Eau de gchage17 2.5- Dosages2.5.1 - dosage du ciment2.5.2 - dosage des granulats2.5.3 - Dosage de leau et plasticit18 2.6 - Affaissements2.7 - Essais de rsistance du bton2.7.1 - Contrle2.7.2 -information19 2.7.3 - Prlvement des chantillons2.7.3.1 - Moules des prouvettes2.7.3.2 - Nombre dprouvettes2.7.3.3 - Confection et conservation des prouvettes2.8 - Processus dessais20 2.8.1 - Lge du bton lors des essais2.8.2 - Essais dcrasement2.8.3 - essai de fendage2.8.4 - essai de flexion2.9 - Etude de composition de bton 21 2.9.1 - Lanalyse granulomtrique2.9.1.1 - Utilit2.9.1.2 - Matriel ncessaire pour lanalyse granulomtrique2.9.1.3 - Choix de lchantillon22 2.9.1.4 - Schage de lchantillon2.9.1.5 - Classement des tamis2.9.1.6 - Pesage 2.9.1.7 - Tracement de la courbe23 2.10 - Propret26 2.10.1 - Propret des graviers2.10.2 - Propret des sables2.10.2.1 - Equipement pour quivalent de sable2.10.2.2 - Mode opratoire2.10.2.3 - Spcifications27 2.11 - Essais Los Angeles2.11.1 - Principe de lessai2.11.2 - Mode opratoire28 2.12 - Etude de composition de bton29 2.12.1 -Fuseau de spcification des mlanges 30 2.12.2 - Calcule des quantits31 1.12.2.1 - Dtermination du dosage en ciment 2.12.2.2 - Dosage en eau33 2.12.2.3 - Quantit des granulats2.12.2.4 - Quantit de fibres pour 34 2.13 - Essai douvrabilit 2.13.1 -Matriel2.13.2 - Mode opratoire2.14 - Confection des prouvettes et essais 35 2.14. 1 - Prparation des chantillons2.14.2 - Essais entrepris2.14.2.1 - Essais destructifs2.14.2.1.1 - Rsistance la traction 2.14.2.1.1.1 - Appareil utilis38 2.14.2.1.1.2 - Mise charge2.14.2.1.2- Essais de compression2.14.2.1.2.1 - Appareil utilis2.14.2.1.2.2 - Mise charge2.14.2.2 - Essais non destructifs2.14.2.2.1 - Essais sclromtriques39 2.14.2.2.2 - Auscultation dynamique par vitesse du son40 2.14.2.2.2.1 -Relation vitesse du son, rsistance41 2.14.2.2.2.2-Mode opratoire42 2.14.2.2.2.3 -Mesures2.15 Mthodes statistiques 43 2.15.1 -Fonctions statistiques 2.15.2 - Corrlations48 Chapitre III Rsultats3.1 rsultats 49 CHAPITRE IV Concept, analyse et interprtation 4.1 Concept 79 4.2 Donnes utiles 4.3 Analyse et interprtation 80 Conclusions81 Notation et unit de mesure : -P. Eprou.Poids de lprouvette.g - d. Eprou.Densit de lprouvette/ - d. Moy.Densit moyenne/ - Char. F (i x) Charge de flexion KN - Char. CCharge de compression KN - Ch. Moy. ( x )Charge moyenne de flexionKN - fc comp. (i x)Contrainte de compressionMpa - fc Moy.( x )Contrainte moyenne de compression Mpa - Sect. FibresSection de fibrescm - df.(i x)Densit des fibres% - df Moy.( x ) Densit moyenne des fibres % - Is(i x)Indice sclromtrique/ - Is moy.( x )Indice sclromtrique moyen/ - tTemps de propagations - Vs(i x)Vitesse de propagation du sonm/s - Vs Moy.( x )Vitesse de propagation moyenne du son m/s - REtendus ( T.Flexion compression) KN Mpa - R moy. ( R )Etenduesmoyennes (T.Flexion compression)KN Mpa - e Ecart ( T.Flexion compression)KN Mpa - e moy.Ecart moyen (T.Flexion compression)KN Mpa - x moy. ( x )Valeurs moyennes. - s Ecarts type dchantillons. - V coefficients de variation% 1Ecarts types entre essais. - V1Coefficients de variation entre essais% Notationsdapprciationdesrsultatsetdesessais(voirtableau2.12valeursstandardspourle contrle de bton, chapitre II page 44. (E) Qualit excellente. (B) Qualit bonne. (m)Qualit moyenne. (M) Qualit mauvaise. Bibliographie : [1] F GAURISSE Essai et contrles des btons , ditons EYROLLES Paris 1978. [2]George Dreux Nouveau guide du bton ditons EYROLLES France 1981. [3]A KOMAR Matriaux et lments de construction dition mire Moscou 1978.[4]Code et manuel dapplication pour le calcul et lexcution du bton armUNESCO ( chapitre 9 excution des ouvrages paragraphe9.3 9.39. [5]Pierre Rossi Les btons defibres mtalliques presses Ponts et Chausses.

[6]Daniel Gay Matriaux composites 4me dition HERMES. [7]SHINGO SEKI, MINEO MORIMOTO, NOBUTOSHI YAMANE Recherchesexprimentales sur lamlioration du bton par lincorporation de sous-produits industriels Annales n 436 juillet-Aot 1985 srie bton 231. [8] Encyclopdie biologiqueAgricole dition 1935[9] M. BEDAR, M. BENCHEIKH contribution ltude de la tnacit des btons de fibres sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17 novembre 1997. [10] M. BEDAR, M BENCHEIKH, G. DEBICKI, P. CLASTES, URGC, INSA de Lyon France Effet de lincorporation de fibres issues de dchets industriels locaux, surle comportement du bton sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17novembre 1997. [11] M. BEDAR, M. BENCHEIKH, G. DEBICKI, P. CLASTES, URGC, INSA de LyonFrance Maniabilit et mise en uvre dun bton renforc de fibres issues,de dchets industriels locaux sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17novembre 1997. [12] M. Bibi Etude de lendurance du matriau composite sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17novembre 1997. [13] Y. BOUAFIA, A. ADJRAD Utilisation de fibres de rcupration, pour le renforcement du bton sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17 novembre 1997. [14]Y. BOUAFIA, B. FOURE, M.S. KACHI Proposition dune relation contrainte dformation pour le bton arm de fibres daciers sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17 novembre 1997. [15]Y. CHERAIT Optimisation de la composition des btons renforcs de fibres enfonte amorphe sminaire National de Gnie-civil Msila16,17novembre1997[16]S.Kaci,Y. BOUAFIA, M.S. KACHI Etude du comportement mcanique du bton arm de fibres mtalliques (approche exprimentale) sminaire National de Gnie-civil Msila 16,17 novembre 1997. [17]M.Khneifer, P. MORLIER Effet de la longueur des fibres sur les proprits mcaniques des ciments renforcs de fibres cellulosiques sminaire National deGnie-civil Msila 16,17 novembre 1997. [18] BAEL. [19]L. SKUPIN. Construction de mortier aux polymres et leur durabilit [20] KHARTCHEFNIKOV V.I. Les polymres- bton en fibres ditions VGO1976 p. 116. [21] KHARTCHEFNIKOV V.I. Loptimum des composantes et la normal des caractristiques du polymre bton en fibres, ditions VOUZOV- Constructionet architecture 1980 N 08 p. 79/81

[22] K. AIT TAHAR. A. MEDAHI. Calcul probabilistede la rsistance dunematrice composite revue Algrie quipements juillet 2001.

REMERCIEMENTS Pour la poursuite de mon travail dans cet axe de recherche, jai rencontr, aides, encouragements et soutiensdelapartdetouslescollguesenseignantsetamis,quimontpermisdarriverdansles meilleures conditions llaboration de ce travail. Linsistance permanente demonsieur BIBI Mekki, matre de confrences linstitut de Gnie-civil, matdunegrandeutilit,mayantdonnnergieetconfiance,mespensesirontaussipour messieurs : -RAHMOUNIZineElAbidine,directeuradjoint,chargdelapost-graduationetdelarecherche scientifique du centre univercitaire de Msila ; -BENCHEIKH Mohamed matre de confrences linstitut de Gnie-civil ; - SAFER Smail directeur de la Post-graduation de linstitut de Gnie-civil ; - KHEMISSA Mohamed matre de confrences linstitut de Gnie-civil ; UnepenseparticuliremonsieurAYADATTaharprsidentduconseilscientifiquedelinstitut de Gnie-civil pour son aide prcieuse et ses encouragements ; Je tiens remercier vivement monsieur LAMARA Abdallah pour son soutien permanent et lapport de son exprience personnelle dans le domaine du contrle des ouvragesde Gnie-civil contrle de la qualit des btons , sans oublier monsieuret madame NOURI Liamine pour leur sympathie, amiti particulire ainsi que leur exprience et savoir, qui mont t un prcieux outil. Lesmembresdujury,lescorrecteurs,lesmembresduconseilscientifique,monsieurleDirecteur du Centre Universitaire de Msila, trouvent ici tous mes remerciements A. BENYAHIA

Chapitre I Introduction 1- Les fibres mtalliques 1.1 - Gnralit : Noussavonsdepuistoujoursquelebtonprsenteunebonnersistancelacompression,par contresarsistancelatractionesttrsfaible,cequicaractrisesafragilitsousleseffetsdes effortsde traction, la rupture se produit prmaturment se manifestant par lapparition defissures, ces efforts de traction sont repris en gnral par des armaturescontinues, en dpit de a, les fissures apparaissent toujours, cette fois-ci sous les effets du retrait et de fluage, dans ce cas, nous pouvons utiliser un renforcement discontinu, ralis laide de fibres incorpores dans le btonet de veiller aumaintienuneouvrabilitsuffisante,quipermettraunemiseenuvresansdifficultmajeure. [10 ] Lincorporationdesfibresdediversesnaturesdanslebton,provenantdedchetsindustrielsou autres,sontutilisespouramliorercertainespropritsdubton,quipermettentdelimiter certaines dfauts de celui-ci. Lebtondefibre,prsentedebonnesperformanceslaflexion,auxsollicitationsdynamiqueet sopposebienlapparitiondesfissuresenleslimitantaumaximum.Lebtondefibretrouvede plus en plus demploi en pratique, notamment dans la ralisation des chausses btonnes des routes etdepistedatterrissagedesarodromes,dansleslmentsprfabriqus,etdanslerenforcement desouvragesdgrads.Cependantdesproblmesdlaborationsubsistentencoreetexigentdes tudespousses.Lemploiduntelbtonncessiteunerechercherigoureusedelinfluencedes paramtres tels que, la longueur, le pourcentage des fibres. Etc. [15 ] Lesfibrescontrlentlemcanismedelafissuration.Laruptureentractiondubtondefibres dacier,devientductileaulieudefragile.Lemodederenforcementdubtonparlesfibres, compltelesarmaturesclassiques,selonllmentdestructureetletypedesollicitation.Atitre dexemple, nous pouvons citer : les dallages, les lments minces, les pistes datterrissageetc. les problmes engendrs par les effets de chocs et dusure, peuvent aussi tre rsolus, par utilisation de cetypederenforcement,quenousrencontronsdanslesassisesdemachines,lesroutesetpiste datterrissage. [14 ] 1.2 Bton de fibres: Delensembledesrechercheseffectues,ilapparat,quelerleprincipaldesfibresdacieretde mieux contrlerla fissuration du bton en tat de service, en rduisant louverture des fissures et de transformerlecomportementfragiledubtonenuncomportementductile,quiaccrotlascurit lors des tats de chargements ultimes.Le cas debton de fibres dacier, une partie de la force de traction est transmise travers les fissure par les fibres qui en assurent la couture.Pluslesfibressontnombreuses,etmieuxellessontancresdanslebton,plusgrandeseraleur efficacit. Les fibres mtalliques ont un module lev qui est de lordre de dix fois celui du bton, ilest donc possible de mobiliser la rsistance la traction des fibres et damliorer ainsi la ductilit du bton. [10 ] Chapitre I Introduction 21.3 - But de la recherche : Surlabasedecesconsidrationsetdeslmentsofferts,quinouspermettentuneinvestigation claire,afindaboutirdesconclusionsapprciablessurlarelationquiliedeuxcaractres(% fibres-rsistanceetlongueurfibres-rsistance),quiontfaitlobjetdeplusieursrecherches,tant lchellenationale,quinternationale,celaconcernelemploidesfibresprovenantdesdchets industrielsouautresdanslaconfectiondubton,danslespoirdamliorercertainespropritsde celui-ci,permettantleurtourderduireoudelimitercertainescarencesetdfautsdumatriau bton. Parmi ces proprits, nous citons : - La tnacit. - La rsistance la traction. - La rsistance la traction par flexion. - Laductilit. Danscetteperspective,lobjetdemarecherche,portesurlinfluencedupourcentagedesfibres fils dattache ainsi que celle de lalongueur, sur la rsistance du bton en traction, obtenue par des essais de traction par flexion. Les caractristiques des fibres utilises dans lexprimentation se dfinissent ainsi : - Diamtre : 1,2 mm. - Limite dlasticit en = 2.12 KN/mm, r = 2.17 KN/mm. Dans le mme sens, jai prvu dentreprendre des essais de compression sur les moitis des prismes rompuslessaideflexion,avantdeporterrupture,lesprouvettessubironttoutdaborddes essaisauxultrasons,puis,serontchargsenviron40kNafindeprleverlesindices sclromtriqueennombresuffisant,cesoprationsportentlenomdessaisnondestructifs.Cette dmarche, nous permettra de se rendre compte de limpacte des fibres mtalliques sur le contrle du bton travers lenregistrement des donnes obtenues par les essais non destructifs. Unautreparamtre,quimesembleintressantestceluideladensificationdesfibresmtalliques danslamasse dubton,quantifie surlasectiondroitedelprouvette(Densitdesfibresparunitdesurface nbF/cm)etdtablirlarelationquilieceparamtre ceux des rsistances, et lefficacit du malaxage, de confection et de vibration. Remarque : On pourrait navement penser plus en augmente le pourcentage de fibres mtallique dans un bton, plus en augmente leur efficacit vis vis du comportement lchelle du matriau ou celle de la structure, que ce soit pour les fibres courtes ou longus. [5] Chapitre IIntroduction 31.4 - Les matriaux composites1.4.1 - Gnralits : Lesmatriauxcomposites,commeleurnom,lesindiquent,voqueunmatriaudiffrentdes matriauxhabituellementemploys.Onappelledefaoncourante matriaucomposite des arrangements de fibres continues ou non, dun matriau rsistant ( renfort) qui sont noyes dans une matrice, dont la rsistance mcanique est beaucoup plus faible. La matrice conserve leur disposition gomtrique aux fibres et leur transmet les sollicitations auxquelles est soumise la pice.[6] Lesbtonsdefibresmtalliquesfontlobjet,depuisenviron30ansduneffortderecherche important.Ceteffortnesetraduitmalheureusementpas,lheureactuelle,parundveloppement industriel consquent.[5]Les fibres font partie des composites, possdent la fois une lasticit importante, caractrise par unmoduledlasticitlevetunegrandenergiederupture,incorporesdanslamassedu matriau, confrent ce dernier, certaines qualits dont il est incapable de les assurer seul. Lesfibres qui dans le domaine du gnie-civil, incorpores dans la masse du bton, constituent des compositesquonappellecommunmentlesbtonsdefibres,leurbnficeestdepouvoirtirer avantagedeleurspropritsmcaniquesapprciablesetderduirecertainsdfautsdumatriau bton qui sont entre autres : - Les micro-fissures. - Rsistance aux chocs. - Fissure de retrait. etc.Endpitdesavantagesquepeuventoffrirlesfibres,certainesdifficultssopposentlheure actuelle,lagnralisationdeleuremploidansledomainedugnie-civil,parmicesdifficults, nous citons titre dexemple : - La dfinition de cahier de charge sur le plan technique. - Choix des diffrents constituants. - Optimisationdelacompositionenfonctiondescaractristiquesmcaniquesvises(rapport eau-ciment, pourcentage de fibres, rapport sable-graviers.) - Caractrisation mcanique complte. - Comparaisonentrecaractristiquesmcaniquesexigesetcelledubtondefibresmtalliques formul. - Bilan conomique de la solution du bton de fibres mtalliques, avec prise en considration de tous les aspects ( cot, main duvre, investissements, transport, rapidit dexcution) [5] 1.4.2 - Les diffrents types de fibres : Parmi les fibres les plus utilises dans le domaine du bton, nous citons : Chapitre IIntroduction 41.4.2.1 - Les fibres mtalliques :Les fibres mtalliques caractrises par un module dlasticit lev, par consquent, offre au bton une meilleure rsistance la traction, au choc et amliore sa ductilit en augmentant son pouvoir de rsister aux dformations dues la rupture, de mme donne une tnacit apprciable, leurs formes etleursdimensionsamliorentleurancrageetleuradhrence(fibres,copeaux,fibrestrfiles, ondules, dformes aux extrmits, en tte de clou)1.4.2.2 - Les fibres de fonte amorphe : Ces types de fibres sont obtenus par refroidissement brusque, dun alliage mtallique base de fer, sont constitues de petits rubans de 1 3 mm de largeur, contribuent la limitation des fissures sous chocs.] 1.4.2.3 - Les fibres de verre : Sous leur forme habituelle, sont caractrises par une trs grande fragilit aux chocs, attribue une sensibilitlevelafissuration,souslaformedefibresdefaiblediamtre,leverreperdce caractre,acquiredebonnescaractristiquesmcaniques,etsontutilisespourfabriquerdes lments de faibles paisseurs, avec des matrices de pte ou mortier ou de micro bton. 1.4.2.4 - Les fibres de polypropylnes : Lespolypropylnes,sontdesproduitsdorigineptrolifre,dcouvertsen1954,cematriaude synthse a connu une extension croissante dans lindustrie de textile o ils apportent les avantages suivants : - Disponibilit prix relativement faible. - Rsistance aux attaques en milieux alcalins et corrosifs. - Augmentation notable de la rsistance de la rsistance aux chocs. - Limite louverture des fissures. Ces fibres sont frquemment utilises dans le btiment, en particulier dans ralisationdes panneaux dcoratifs, revtement de faades, de tuyaux et pieux. 1.4.3 - Propritsmcaniques des fibres mtalliques : Lesfibresontuneinfluenceimportantesurlecomportementmcaniquedubtonfibreux,leur incorporationpeutaugmenterlesrsistances,entraction,enflexionetparticulirementau cisaillement en rsistant aux efforts de traction. Offrent plus de ductilit et de tnacit. 1.4.3.1 - Tnacit du matriau : Le concept de lindice de la tnacitde bton de fibres est d aubesoin de lidentification et de la mesure dune proprit qui permet de diffrencier un bton de fibres dun bton normal [ 9] Chapitre IIntroduction 5Le comportementfragile de la matrice de bton est normment modifierparla prsence de fibres ductiles,limitantlapropagationrapidedelarupturedebton.Aveclaccroissementdelacharge, lesfibrespermettentuntransfertdecontraintetraversleslvresdelafissure,cequidonneau matriau une rsistance depost-fissuration, tout en supportant des dformations importantes que la matrice seule.Cette grande quantit dnergie est appele tnacit et peut tre value en effectuant des essais de flexion.Cettevaluationestfaitepartirduncoefficientsansdimensionappeleindicede tnacit. [9] Mthodes dvaluation de la tnacit : [9] Gnralement, la tnacit estreprsentepar lesairessousles diagrammes(charge flche) ;PlusieurschercheursontentamcetravailpourquantifierceconceptonpeutciterJohnson, Hanager Barr et dautres. Toutes les mthodes entreprises sont bases sur des essais de flexion. 1.4.3.1.1-LamthodeACI comit544(1978) ;Dfinitlatnacitparunindice unidimensionnel,calculpartirdelairedfinitparlacourbechargeflcheduneprouvette teste en flexion. Il est gal aurapportentrelnergie total absorbe par lobtention dune flche au centre de 1,9 cm et lnergie absorbe jusqu lapparition de la premirefissure.1.4.3.1.2 -La mthode japonaise (JCI) qui dfinit la tnacit commelaire comprise entre la charge dformation et laxe horizontal indiquant la dformation jusqu une dformation de 1/50, ouestlaportedelapoutre.lprouvetteutiliseestpoutrede(150x150x450)oubien (100x100x300) ;charge au milieu .lindice de tnacit est calcul avec la formule suivante : h bl Ttbb. .. =o bindice de tnacit (N/mm) Tbla tnacit par flexion (j) t dformation correspondant avec L/150 Remarque :Dans cette mthode la longueur de fibre utilise doit tre < 40 mm pour les prouvettes 100 x100x300mm 40 mm pour les prouvettes 150 x 150 x450 mm 1.4.3.1.3 -La mthode Barr et al (U.K, 1982) dfinit lindice de tnacit comme le Rapport entre laire OAB et laire OACD (figure1) dans cette mthode les prouvettes Sont double tranchant, soumises une force excentre de compression. 1.4.3.1.4 - La mthode ASTM (1984) est dveloppe depuis 1982 et base sur le principe de ACI 544 Elle dfinit les indices appels de ductilit (515,110,130) , gaux aux rapport des nergies absorbejusqulapremirefissuration(flcheest ).cetableauindiquelesindicespourun matriau idal lasto-plastique . (1.1) Chapitre IIntroduction 6Tab. 1.1Indices de tnacit Valeurs de lindice de tnacitIndice de tnacit Critre de dformationRapport des surfacesBton normalMatriauxlasto -plastiqueValeurs observes pour bton de fibres 15 3 OACD/OAB 151-6 110 5.5 OAEF/OAB1101-12 130 15.5 OAGH/OAB 1301-40 Effort(KN) A C E G B D F HFlche O3 5.5 15.5

Fig. 1.1 courbe de calcul de lindice de tnacit Chapitre IIntroduction 71.4.4 - Domaines dapplication : [bton de fibre Pierre Rossi] Parsesproprescaractristiques(renforcementhomognedubton,conomiedelamainduvre, simplicit de mise en uvre, comportement lors de la fissuration, sa ductilit), les btons de fibres trouvent leurapplication dans plusieurs domaines. Parmi ces domaineson cite : - Btiment - Travaux publics - Gnie-civil autre que le btiment et travaux publics - En dehors du gnie-civil- Cas particulier des btons ultra-hautes performances fibrs 1.4.4.1 -Le domaine du btiment : Les utilisations actuelles des btons de fibres mtalliques dans le domaine du btiment concernent, principalement : - Les dallages industriels en bton de fibres mtalliques ; Parat plus intressantque le dallage non arm, car lajout de fibres permet de diminuer lpaisseur et le nombre de joints du dallage.

-Lespieuxforslatarirecreuse;Ilestdifficiledintroduire,surunegrandeprofondeur,une cagedarmature,souvent,lesarmaturestouchentlesollapriphriedupieu,devantcette difficult technique, les fibres mtalliques se sont naturellement imposes,car tant, mises en place en mme temps que le bton . -lesbtonsprojetsderparation ;Lacorrosiondesarmaturesdebtonarm,peutconduire lclatementdelenrobage,cequiaugmentelacclrationdelacorrosiondesarmaturesquine sontplusprotges.Pourreconstituerlebtondenrobageconsisteutiliserdubtonprojet,le bton de fibres mtalliques est alors une solution intressante. les voiles extrieurs de btiment en bton banch les poutres et planchers en bton de fibres mtalliques les panneaux de faades et plus gnralement les lments mincesles dalles alvoles. 1.4.4.2 - Le domaine des travaux publics Les surfaages des chausses et des pistes aroportuaires en btonLes revtements dfinitifs de tunnel en bton de fibres mtalliques. Les parois clouesLes dalles de pont mixte. Le renforcement des buses mtalliques corrodes Chapitre IIntroduction 81.4.4.3 - Gnie-civil autre que le btiment et travaux publics -Une application mise en uvre in situ, pourrait tre intressante, de dvelopper dans les annes venir : Il sagit des aro - rfrigrants de centrale nuclaire. - prfabrication : - Lutilisationdesbtonsdefibresmtalliquesdanslestuyauxdassainissement,reposesurles raisonssuivantes :rapiditdefabrication,diminuerlpaisseurdestuyaux,viterles investissements importants

- En dehors du gnie-civilLes fosses toutes eaux Les sparateurs hydrocarbure -Des btons ultra-hautes performances fibrs.1.4. 5 - Recherches et travaux effectues sur les btons de fibres

Plusieurs chercheurs de diffrent pays effectuent des travaux dans le but datteindre des rsistances performantes en incorporant des fibres dans la masse du bton afin damliorer certaines proprits du bton faisant dfauts et depromouvoir ce type de matriaux qui est lebton de fibres. En cite parmi ces chercheurs : Johanson. Hanager Barr .Pierre rossi. Casanova. Harrouch. Porter(1910).Graham.Greiffith(1920).davidov A(1940).G Cconstantinesco(1943). Au centreuniversitaire de Msila Des travaux de recherches ont t entrepris au niveau du centre universitaire de Msila, ayant port sur les comportements des btons defibres. Parmi ces travaux nous citons ceux de:

1.- Dr bibi Mekki. 2. Dr Mohamed Bencheikh . 3.- Dr Miloud Beddar. 4. Dr Tahar ayadat.5. DrLarbi Belagraa. 1.4.6- Comportement leffort tranchant : Afin de bien comprendre les mcanismes intervenant dans le comportement de leffort tranchant, et deconnatrelerleetlimportancedesfibresdanslamliorationdubtonvisvisdecertains dfautsdecelui-ci,nousnouspencheronsavecintrtsurlespointsdevuesexprimentauxque nous jugeons intressantes proposes par les chercheurs suivants : Chapitre IIntroduction 9Leonhardt 1971 : Selon lui, il y a 4 zones distinctives : - Zone A : au voisinage des appuis dabout ou, dans le cas hyperstatique aux environs du point de moment nul. Dans cette zone aucune fissures na t constate jusqu rupturepour a/d>2.5. - ZoneB :lemomentestfaible,etdesfissuredefforttranchantpeuventprendrenaissance lorsquelacontrainteprincipaledetractiondpasselarsistancedubton.Leurinclinaisonest compriseentre20et30.Onobserverarementunerupture,saufsiletauxdeferraillage transversal est trs faible. - ZoneC :lesfissuressedveloppentpartirdesfissuresdeflexionavecuneinclinaison comprise entre 40 et 70. La rupture intervient en flexion par compression ou par plastification des armatures longitudinales. - ZoneD :momentslevseteffortstranchantsrelativementfaibles,ilnyaaucundangerde rupture par effort tranchant pour a/d >7. Les zones B et C sont dlimites par la rsistance du bton en traction par flexion. Fig. 1.2Chapitre IIntroduction 10Kani 1966 : Amontrlapertinencedeladescriptionducomportementdespoutresansarmaturetransversales souslactiondelefforttranchantreprsentparundiagrammeappel lavalledeKani (Mu/Mfl)- (a/d) selon lequel il dfinit 4 zones en fonction du type de rupture : -ZoneIcisaillement direct (ruptureparfendagetransversaldupointdappuiaupointde chargement). - Zone II et III ruptures par effort tranchant. - Zone IV ruptures par flexion. Fig. 1.3Chapitre II Essais et exprimentations 11Chapitre II Essais et exprimentations 2.1 Matriaux et matriels 2.1.1 compositionsdu bton : 2.1.1.1 dfinitions : Lebtonestconstituparunmlangeintimedematriauxinertes,appels granulats (sables, graviersetc.)avecducimentetdeleau,grcelactionducimentlemlangeainsiobtenu, appel btonfrais commencedurciraprsquelquesheuresetacquiertprogressivementses caractres de rsistance. 2.2 -ciments2.2.1 - classification et qualit du ciment : LecimentutilisestgnralementdeclassePortland,avecousansconstituantssecondaires.La qualitducimentdoittredfinieparindicationdelarsistancelacompressionobtenue28 jourssurmortiernormal,estexprimeenkgf/cmouenMpa,cettersistanceestappele communmentrsistancevraieduciment ,et estobtenueparessaisdecompression28jours dge, sur des prouvettes cubiques de dimensions de 5x5x5 avec un mortier de sable, avec un sable ditnormal,confectionnesetconservesdanslesconditionsnormalesdulaboratoire.La connaissancedelarsistancevraieduciment,nouspermetdeconnatrelarsistancesurlaquelle nouspouvonscompter(rsistancedsire),cettedernire,permettradansunecertainemesurede rpondre lexigence du client. On distingue gnralement :- Les ciments portland sans constituants secondaires. - Lesciments portland avecconstituantssecondaires,telsqueleslaitiers,lescendres, pouzzolanes etc. - Les ciments spciaux tels que les ciments sur sulfats ou alumineux. Lesqualitsdesdiverscimentssontvariables ;lesrsistancesobtenueslacompressionsur prouvettes de mortier normal 28 jours, prsentent en moyenne les ordres de grandeur suivants : - Ciment Portland haute rsistance initiale 400 kgf/cm. - Ciment Portland normal avec ou sans constituants secondaires: - haute rsistance..325 kgf/cm. - Ordinaire250 kgf/cm. - ciment sur sulfat - haute rsistance 325 kgf/cm. - A durcissement rapide575 kgf/cm.2.2.2 - Choix du ciment : Laclasseetlaqualitducimentdoiventtrechoisiesenfonctiondelanaturedelouvrage construire,desescaractresstructurels,desadestinationetdesdiversesqualitsrequises,compte tenu notamment des circonstances climatiques et locales : temps chaud, temps froid, prsence deau agressive etc.. Chapitre II Essais et exprimentations 122.2.3 - Stockage du ciment : Le ciment peut tre stock, soit en sacs, soit en vrac dans des silos. Le stockage doit tre effectu labridesintempriesetnotammentdelhumidit.Lemmagasinagedessacsdoittre systmatiquement organis, de manire viter que certains sacs soient consomms avec un retard excessif et ne subissent ainsi un vieillissement exagr.. 2.3 - Granulats : 2.3.1- Classification granulomtrique : La classe granulomtrique dun granulat ( sables, graviers), est dfinie par deux dimensions d et D qui correspondent respectivement au plus petit et au plus gros des grains constituants ce granulat. Les granulats peuvent tre subdiviss daprs les catgories suivantes : - Fines ( farines ou fillers) ..