Avis Technique 3.3/17-911_V1

Renforcement d’éléments de structure par collage de tissus verre et/ou carbone avec une matrice polymère Repair and Strengthening of structural elements of constructions with fiber

reinforced polymers (FRP) - fabrics

Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX Titulaire : Société PAREXGROUP

19 Place de la Résistance CS 50053 FR-92445 Issy Les Moulineaux Cedex

Tél. : 06 45 56 03 58

Groupe Spécialisé n°3.3 Structures tridimensionnelles, ouvrages de fondation et d’infrastructure Publié le 7 mars 2018

Commission chargée de formuler des Avis Techniques et Documents Techniques d’Application (arrêté du 21 mars 2012)

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Internet : www.ccfat.fr

Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr) CSTB 2018

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Avis

Tech

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Le Groupe Spécialisé n°3.3 « Structures tridimensionnelles, ouvrages de fondation et d’infrastructure » de la Commission chargée de formuler les Avis Technique et Documents Techniques d’Application, a examiné le 24 janvier 2017, le procédé de renforcement collé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX, exploité par la société PAREX GROUP. Il a formulé, sur ce procédé, l’Avis Technique ci-après. Cet Avis est formulé pour les utilisations en France Européenne.

1. Définition succincte

1.1 Description succincte Procédé de renforcement d’éléments de structure, consistant à coller sur la surface des éléments visés un tissu de fibres de carbone LANKOSTRUCTURE CARBOTEX à l’aide d’une résine époxy CARBOTEX Colle. Ce procédé est destiné à augmenter la capacité portante des éléments concernés, par fonctionnement mécanique conjoint élément-renfort, grâce à l’adhérence, conféré par la résine après son durcissement, entre deux matériaux.

1.2 Identification Les composants sont livrés sur le site de mise en œuvre et identifiés comme indiqué dans la partie « Dossier Technique Etabli par le Demandeur ».

2. AVIS Cet Avis ne vaut que si : le dimensionnement est réalisé par un bureau d’étude spécialisé dans

le calcul de renforcement de structure les entreprises applicatrices de ce procédé de renforcement ont reçu

une formation pratique et théorique délivrée par le Titulaire

2.1 Domaine d’emploi accepté Le système de renforcement par tissus est applicable au renforcement à l’effort tranchant de poutres en béton armé ou précontraint ainsi qu’au renforcement en compression des poteaux béton armé. La société PAREX distribue le produit, sans assurer la conception ni la mise en œuvre. Le renforcement à l’effort tranchant des sections autres que rectangulaires ou trapézoïdales n’est pas visé par le présent Avis Technique. Les utilisations pour lesquelles l’article 3 de l’arrêté du 22 octobre 2010 modifié impose l’application des règles parasismiques et le cas des sollicitations susceptibles de changer de sens ne sont pas visées dans le cadre du présent Avis Technique. Les éléments concernés sont sollicités par des charges à caractère principalement statique, comme c'est le cas dans les bâtiments administratifs, commerciaux, scolaires, hospitaliers, d'habitation, de bureaux, parkings pour véhicules légers (30 kN de charge maximale à l'essieu). L'utilisation en bâtiments industriels est admise tant que l'agressivité chimique ambiante peut être considérée comme normale et que les charges non statiques ne sont pas de nature répétitive entretenue pouvant donner lieu à fatigue. On peut citer, à titre d’exemple de charges exclues, les machines tournantes et les passages intensifs et répétés de camions. L’utilisation des procédés pour le renforcement des dallages n’est pas visée dans le cadre du présent Avis Technique. Les utilisations autres que celles prévues au présent domaine d’emploi, notamment les renforcements d’éléments constitués de matériaux autres que le béton (maçonnerie ou bois) sortent du champ du présent Avis. L’Avis n’est valable que si la température du milieu ambiant, de la résine et du support au niveau du collage n’excède pas 31.5°C en pointe et 25°C en continu.

2.2 Appréciation sur le procédé

2.21 Aptitude à l’emploi

2.211 Stabilité L’utilisation du procédé conduit à l’augmentation des capacités résistantes des éléments renforcés, conformément aux modèles de calcul développés dans le Dossier Technique établi par le demandeur, à condition de respecter strictement les prescriptions données dans le paragraphe 2.3 du présent Avis.

2.212 Sécurité au feu

2.2121 Réaction au feu En l’absence de Procès-Verbal de réaction au feu, les procédés sont non classés ou F au sens des Euroclasses.

2.2122 Résistance au feu En ce qui concerne la résistance au feu, le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX non protégé ne participe pas à la tenue des éléments renforcés. Lorsqu’une protection au feu est prévue par-dessus le composite, elle devra justifier d’un essai de résistance au feu, effectué sur un support identique, par un Laboratoire agréé par le Ministère de l’Intérieur. L’attention est attirée sur le fait que les caractéristiques mécaniques de la colle diminuent rapidement lorsque la température augmente.

2.213 Prévention des accidents lors de la mise en œuvre ou de l'entretien

Pour la manipulation de la colle et son application, il y a lieu de respecter les prescriptions du Code du travail concernant les mesures de protection relatives à l’utilisation des produits contenant des solvants, utilisés pour le nettoyage des outils, l’utilisation de colles époxy et la manipulation des tissus. En dehors de ces points, les conditions de mise en œuvre ne sont pas de nature à créer d’autre risque spécifique.

2.214 Données environnementales Le procédé ne dispose d’aucune Déclaration Environnementale (DE) et ne peut donc revendiquer aucune performance environnementale particulière. Il est rappelé que les DE n’entrent pas dans le champ d’examen d’aptitude à l’emploi du procédé.

2.215 Aspects sanitaires Le présent Avis est formulé au regard de l’engagement écrit du titulaire de respecter la réglementation et notamment l’ensemble des obligations réglementaires relatives aux produits pouvant contenir des substances dangereuses pour leur fabrication, leur intégration dans les ouvrages du domaine d’emploi accepté et l’exploitation de ceux-ci. Le contrôle des informations et déclarations délivrées en application des réglementations en vigueur n’entre pas dans le champ du présent Avis. Le titulaire du présent Avis conserve l’entière responsabilité de ces informations et déclarations.

2.22 Durabilité - Entretien La durabilité des éléments renforcés est normalement assurée, à l’exception des utilisations dans les locaux (ou ambiances) suivants:

1. atmosphère agressive (type solvant) ; 2. lorsque la température est susceptible de dépasser la

température de pointe indiquée au paragraphe 2.1 (valeur de pointe : valeur dont la durée de maintien est inférieure à 24 heures) pour la résine utilisée.

En effet, pour la première restriction, la stabilité des caractéristiques mécaniques de la colle n’est pas démontrée. Pour la seconde restriction, la température de transition vitreuse des résines ne permet pas de dépasser une température en pointe de 31.5°C pour la résine 51 CARBOTEX. Dans le cas où des dégradations (chocs, abrasion, etc.) sont possibles, une protection mécanique du renforcement est à prévoir.

2.23 Fabrication et contrôle Cet Avis est formulé en prenant en compte les contrôles et modes de vérification de fabrication décrits dans le Dossier Technique Etabli par le Demandeur (DTED).

2.24 Finitions Lorsque des revêtements (notamment peintures) sont prévus sur le renforcement, ils doivent avoir fait l’objet d’essais préalables validant leur adhérence sur la matrice époxydique des composites.

2.25 Prescriptions Techniques

2.251 Conditions de conception et de calcul Le dimensionnement du renforcement doit être réalisé par un bureau d’études de structure.

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2.2511 Justification à la rupture Cette justification doit être réalisée en prenant en compte la hauteur totale de la section de l’élément à renforcer (ex : pour une poutre en T, il convient de considérer la hauteur totale de la section avec la table de compression). Elle consiste en une vérification de l’élément à la rupture, toutes redistributions effectuées, et sans tenir compte du renforcement, sous la combinaison ELS rare (considérée conventionnellement dans les calculs comme combinaison ELU fondamentale) G+Q1+oiQi, où G représente la sollicitation due à la charge permanente et oiQi celle due aux charges de courte durée d’application dites d’accompagnement de l’action de base Q1, y compris s’il y a lieu les charges climatiques et celles dues aux instabilités. Toutefois, cette justification n’est pas à effectuer si : (R1) 0,63 (S2), dans le cas d’un élément principal, dont la rupture

est susceptible d’entraîner celle d’autres éléments (poutre porteuse, par exemple),

(R1) 0,50 (S2), dans le cas d’un élément secondaire, dont la rupture n’est pas susceptible d’entraîner celle d’autres éléments (panneaux de dalles de planchers posés sur poutres, par exemple).

Avec, dans ces expressions : R1 : capacité résistante à l’ELU, en situation fondamentale, de l’élément non renforcé. S2 : sollicitation agissante à l’ELU, en situation fondamentale, sur l ‘élément renforcé.

2.2512 Renforcement des éléments en béton armé vis-à-vis du moment de flexion

En l’absence d’utilisation des mèches avec ancrage total dans la table vis-à-vis du renforcement à l’effort tranchant, les vérifications vis-à-vis du moment de flexion doivent être effectuées sur la section réduite de la poutre à renforcer (sans prise en compte de la table de compression des sections en T). Les justifications à effectuer, vis-à-vis du moment de flexion, pour les éléments en béton renforcés par les tissus, sont les suivantes : Calcul à l’ELS : ce calcul est effectué selon les hypothèses classiques du béton armé, en tenant compte de l’historique du chargement et du renforcement (y compris un éventuel déchargement ou vérinage provisoire en cours de travaux). Ceci conduit à superposer les états de contraintes relatifs aux deux situations suivantes : ouvrage non renforcé, soumis aux sollicitations initiales, appliquées

au moment où l’on entame les travaux de renforcement, ouvrage renforcé, soumis aux sollicitations additionnelles. Cette justification est menée en prenant en limitant la contrainte finale dans les armatures tendues existantes tel que décrit dans le Dossier Technique établi par le demandeur Il y a lieu de limiter la contrainte finale dans le composite à 0,9 fois la contrainte limite de traction dans les armatures tendues existantes. Calcul à l’ELU : ce calcul est mené conformément aux détails donnés dans le dossier technique établi par le demandeur. Vérification du glissement à l’interface composite-béton : cette vérification consiste à s’assurer que la contrainte de cisaillement à l’interface composite-béton n’excède pas la valeur de la contrainte limite de cisaillement. Cette valeur limite s’appuie dans tous les cas sur des essais de pastillage à effectuer in situ sur le support après préparation, dans l’état dans lequel il est destiné à recevoir le renforcement. La valeur de la contrainte de cisaillement limite à retenir pour le dimensionnement est calculée de la manière suivante, à partir de la résistance caractéristique à la traction du support béton ftj obtenue par les essais de pastillage :

A l’ELS : )2

tjf ; MPa (1,5Min

A l’ELU (fondamental et accidentel) : )1,5

tjf ; MPa (2Min

Dans tous les cas, le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX n’est pas applicable si les essais de pastillage donnent une valeur de ftk inférieure à 1,5 MPa.

2.252 Renforcement des éléments en béton armé vis-à-vis de l’effort tranchant.

Le renforcement des dalles vis-à-vis de l’effort tranchant n’est pas visé dans le cadre du présent Avis Technique. Etant donné l’absence d’utilisation d’un dispositif permettant un ancrage total dans la table de compression, les vérifications vis-à-vis de l’effort

tranchant doivent être effectuées sur la section réduite de la poutre à renforcer (sans prise en compte de la table de compression des sections en T). Le renforcement n’est pas admis dans le cas d’un moment négatif sur l’appui considéré. Calcul à l’ELU : ce calcul est mené conformément aux détails donnés dans le dossier technique établi par le demandeur.

Les deux vérifications à effectuer, vis-à-vis de l’effort tranchant, pour les éléments en béton renforcés par les tissus en fibre de carbone établi par le demandeur sont à effectuer. Il s’agit :

de la vérification en traction du composite,

de la vérification de non-glissement du plan de collage.

2.253 Renforcement des éléments en béton précontraint.

Le dimensionnement du renforcement des éléments en béton précontraint par le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX est effectué selon les règles NF EN 1992. La méthode utilisée est décrite dans la partie Dossier Technique. Les principes de justifications sont identiques à ceux développés dans le cas du béton armé sauf en ce qui concerne les états limite de service en flexion. Dans tous les cas, il convient de s’assurer que, pour le renforcement en flexion des éléments en béton précontraint, la section d’enrobage soit complètement comprimée sous les combinaisons quasi permanentes.

2.254 Renforcement des poteaux en béton armé vis-à-vis de leur capacité en compression (confinement)

Le renforcement par le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX peut être utilisé pour augmenter la capacité portante des poteaux sollicités en compression. Le dimensionnement du renforcement est effectué conformément aux dispositions décrites dans la partie « Dossier technique établi par le demandeur ». Seuls les confinements (discontinu ou total) sans renfort longitudinal sont visés dans cet avis.

2.26 Conditions de mise en œuvre La mise en œuvre doit être effectuée dans les strictes conditions définies dans le dossier technique établi par le demandeur, notamment pour ce qui concerne le nettoyage et la préparation des supports ainsi que la réalisation des essais de convenances sur ce même support. Il est précisé que ces essais doivent être effectués pour chaque chantier et pour tous les supports visés par le présent Avis Technique. L’entreprise mettant en œuvre le procédé doit justifier d’une formation spécifique à ce type de renforcement.

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Conclusions

Appréciation globale L’utilisation du procédé dans le domaine d’emploi accepté (cf. paragraphe 2.1) est appréciée favorablement.

Validité A compter de la date de publication présente en première page et jusqu’au 30 juin 2020.

Pour le Groupe Spécialisé n°3.3 Le Président

3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé

Il est souligné que le renforcement structural d’un ouvrage existant quelle que soit la technique de renforcement utilisée, doit faire suite à un diagnostic préalable de qualification de cet ouvrage (détermination des capacités résistantes). Un tel diagnostic peut se révéler lourd et imprécis, étant notamment fonction de la qualité des matériaux, des dispositions internes souvent non accessibles (armatures, par exemple) et d’une manière générale de « l’histoire » de l’ouvrage. L’attention du Maître d’œuvre est donc attirée sur la nécessité qu’il y a à faire effectuer un diagnostic aussi précis que possible, permettant de dimensionner et de mettre en œuvre les renforcements de manière pertinente.

Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n°3.3

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Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Principe Le système Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX est destiné à réparer et à renforcer les structures d’ouvrages de bâtiment et de génie civil, par stratification de Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX (tissu de fibres unidirectionnelles de carbone non pré imprégné) à l’aide de la résine CARBOTEX Colle.

Gamme LANKOSTRUCTURE

CARBO

Composite Résine

Tissus 30 CARBOTEX 300 (Tissu) 200 gr 300

mm (laize) 31 CARBOTEX 580 (Tissu) 200 gr 580

mm (laize)

51 CARBOTEX Colle

Ce procédé est utilisé en tant que renfort d’éléments de structure béton armé ou béton précontraint travaillant en flexion, à l’effort tranchant et en compression (confinement de poteau).

2. Domaine d’emploi

2.1 Domaine d’emploi accepté Le présent Dossier Technique concerne les ouvrages neufs ou existants en béton armé ou précontraint. L’objectif du renforcement est d’accroitre la résistance au moment de flexion en travée de poutres ou dalles ; à l’effort tranchant de poutres et à la compression de poteaux. Les ouvrages nécessitant des dispositions parasismiques au sens de l’arrêté du 22 octobre 2010 modifié ne sont pas visés.

2.2 Type de charges Seules les applications sous charges statiques sont visées.

2.3 Zones géographiques d’utilisation Il est possible d’utiliser le procédé en France Européenne.

3. Matériaux

3.1 Tissus CARBOTEX est un tissu de fibres de carbone uni directionnel (UD) destiné à la réalisation de renforts composite. Ce textile technique se pose par « moulage au contact » (opération de stratification) directement sur le support (préalablement préparé afin de remplir les critères minimum d’applicabilité du renfort) sans utiliser de primaire ou de système de pré imprégnation. Masse surfacique : 210 g/m² +/- 5 % Epaisseur : 0,35 mm +/- 10 % Trame : Fil carbone à raison de 200 gr/m² Chaine : Fil synthétique à raison de 10 gr/m² Densité (fil): 1,76 gr/cm3 (mini) Rouleaux de longueur 50 m, disponibles en largeur 300 mm

(Appellation commerciale CARBOTEX 300) ou 580 mm (Appellation commerciale CARBOTEX 580)

Couleur noir.

3.11 Identification et marquage Le numéro de lot figure sur l’étiquette apposée sur le carton d’emballage.

3.12 Contrôles Les tissus CARBOTEX sont fabriquées par la société CHOMARAT (France). La fabrication du tissu fait l’objet d’un plan d’assurance-qualité dans l’usine concernée.

Les contrôles des produits finis sont réalisés par les fournisseurs et doivent correspondre aux valeurs moyennes prises en compte dans les procédures de dimensionnement PAREXGROUP et indiquées au tableau A (Annexe 2) PAREXGROUP signe avec ses fournisseurs une charte les engageant à procéder aux contrôles des produits fournis avant mise à disposition : Contrôles sur les tissus réalisés par les fournisseurs sur chaque lot de fabrication :

Contrôles Indicateur Tolérance admissible

Contrôles dimensionnels par lot de fabrication

Largeur moyenne = 302

mm 297 à 303 mm

Contrôle portant sur le poids du produit livré

Poids du ml de textile = 67,1

g/ml

63,6 à 68,8 g/ml

Contrôles portant sur la qualité du fils sur chaque lot de production :

Propriété Min Max Essai

Résistance à la traction 4510 Mpa - TY030B-01

Densité 1,76 g/cm3 1,84 g/cm3 TY030B-02

Module d'Young 221 GPa 240 GPa TY030B-03

Ensimage 0,8 1,6% TY030B-04

Allongement à la rupture 1,9% - TY030B-05

3.2 Colle 51 CARBOTEX Colle 51 CARBOTEX Colle est la résine d’imprégnation du tissu CARBOTEX Résine bi-composant : - Composant A : résine de couleur grise, - Composant B : durcisseur de couleur translucide légèrement jaune. - Mélange gris de viscosité 5600 mPa.s à 20°C Conditionnement : kit de 3,2 kg

3.21 Identification et marquage La codification est réalisée sur chaque emballage et représente : L’identification du numéro de lot La date limite de conservation (utilisation)

3.22 Contrôles La colle 51 CARBOTEX Colle est fabriquée par la société TRADECC (Belgique). La fabrication de la résine fait l’objet d’un plan d’assurance-qualité dans l’usine concernée. Les contrôles des produits finis sont de la responsabilité des fournisseurs et doivent correspondre aux valeurs caractéristiques prises en compte dans les procédures de dimensionnement PAREXGROUP. PAREXGROUP signe avec ses fournisseurs une charte les engageant à procéder aux contrôles des produits fournis avant mise à disposition.

4. Dimensionnement Le dimensionnement des éléments de renforcement, en particulier la section, la longueur et le positionnement des renforts composites, doit être réalisé par un Bureau d’Etudes (BE structure) expérimenté en calcul de renforcement de structures.

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Les paragraphes ci-après sont consacrés au cas général de dimensionnement suivant les règles de l’Eurocode 2. Pour le cas des ouvrages où un dimensionnement suivant les règles BAEL serait applicable, il convient de se référer à l’Annexe n°3 du présent DTED. Cette Annexe ne concerne que les renforcements à l’effort tranchant pour les éléments en béton armé. Pour les renforcements d’éléments en béton précontraint ou les renforcements de poteaux en compression, seul le dimensionnement suivant les règles de l’Eurocode 2 détaillé ci-après est possible dans le cadre du présent Avis Technique.

4.1 Synthèse des caractéristiques des composants du système Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX à considérer pour le contrôle et le dimensionnement des renforcements béton armé par composites

4.11 Composite En notant la résistance à la traction du composite obtenue par essai, on retiendra : -A l’ELU :

,∗

,

-A l’ELS :

,∗

Avec : =0.65 ;

, / donnés par le tableau ci-dessous ;

ELS ELU ,

Fondamental Accidentel

Stratifié in-situ carbone-

époxy

2 1,4 1,1

la valeur moyenne de résistance à la traction du composite obtenue par essais. Les valeurs , , , , sont indiquées en Annexe du présent Dossier Technique.

4.12 Interface composite-béton La contrainte de cisaillement de l’interface composite-béton est définie comme suit :

, ∗ , ;

Avec : la résistance caractéristique du support béton en traction déterminée par essais de pastillage = 1 à l’ELU (fondamental et accidentel) ou 1,5 à l’ELS , = Contrainte moyenne de cisaillement de l’interface à la limite de la linéarité élastique=2.1MPa =0.4 coefficient de sécurité sur l’interface donné par le tableau ci-après.

ELS ELU

fondamental accidentel

Tissu 1,4 1,25 1

4.2 Dimensionnement des renforcements en flexion pour les structures en béton armé suivant l’Eurocode 2.

Le dimensionnement sera effectué conformément aux préconisations des recommandations provisoires de l’AFGC relatives à la « Réparation et au renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites » datées de Février 2011.

4.21 Caractéristiques des matériaux

4.211 Béton La loi de comportement considérée pour le béton est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.1.

4.212 Acier La loi de comportement considérée pour les aciers passifs est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.2. La loi de comportement considérée pour les aciers de précontrainte est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.3.

4.22 Actions et sollicitations Les combinaisons d’actions à prendre en considération sont celles des Eurocodes 0 et 1.

4.23 Vérification préalable de la structure Dans la mesure où la structure a été dimensionnée suivant les règles de l’Eurocode 2 avant renforcement, la fiabilité de la structure prenant en compte la section effective des aciers existants devra être vérifiée à l’ELU vis-à-vis de la combinaison d’action de type accidentelle en considérant la contrainte de l’acier égale à .

Sachant que la structure a été dimensionnée suivant les règles de l’Eurocode 2 avant renforcement, la validité des conditions d’enrobage des armatures passives (classe d’exposition, classe structurale) pour les classes d’environnement concernant l’ouvrage avant et après réparation seront vérifiées. Si ces conditions ne sont pas respectées, avant renforcement, une mise en conformité sera effectuée.

4.24 Vérification de l’interface composite/béton suivant les règles AFGC 2011

4.241 Longueur d’ancrage La longueur d’ancrage théorique est prise égale à :

,, ∗ ,

, ∗

Avec : , la section du composite

la largeur du composite

La longueur d’ancrage par collage uniquement de dimensionnement est égale à :

, 200 ; ,

4.242 Vérification de la contrainte de glissement à l’interface béton/résine

On vérifiera que le cisaillement à l’interface entre le béton et la colle est acceptable. Il peut être calculé par :

Avec : 0,9 à défaut d’une valeur exacte ;

l’effort à l’état limite ultime repris dans le composite ;

l’effort à l’état limite ultime repris dans les aciers. 4.243 Vérification du délaminage à l’extrémité du

renforcement – rupture de l’interface dans le béton

4.2431 Vérification à l’ELS On calcule l’effort repris dans le composite à l’ELS dans la section située juste après la zone de transfert (Σ sur la figure ci-après).

Figure 1 Répartition triangulaire de la contrainte de cisaillement Soit , la valeur de cet effort.

On vérifie que le cisaillement maximal dans le béton d’enrobage est inférieur au cisaillement admissible à l’ELS en considérant une répartition triangulaire de la contrainte de cisaillement.

,

,,

4.2432 Vérification à l’ELU On détermine l’épaisseur minimale de renforcement nécessaire pour assurer la résistance en flexion à l’ELU de la section Σ1.

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Soit , cette épaisseur et , l’effort ultime correspondant dans le renforcement ; on vérifiera que le cisaillement maximal correspondant à l’introduction de l’effort FELU sur la longueur de transfert est inférieur au cisaillement admissible à l’ELU en considérant une répartition triangulaire de la contrainte de cisaillement.

,,

4.3 Dimensionnement des renforcements à l’effort tranchant pour les structures en béton armé suivant l’Eurocode 2.

Une section renforcée ou réparée avec des plats composites ou des composites stratifiés in situ fonctionne de façon similaire à une section de béton armé classique. Le composite intervient donc comme une armature passive externe. Le dimensionnement du renforcement suit les méthodes développées dans l’Eurocode 2. Les poutres soumises à un effort tranchant sont justifiées vis-à-vis de l’état limite ultime. Les principes et hypothèses du calcul sont celles indiquées par les Recommandations AFGC, §2.6.3.

4.4 Dimensionnement du renforcement par confinement de poteau pour les structures en béton armé suivant l’Eurocode 2.

Les principes et hypothèses du calcul sont celles indiquées par les Recommandations AFGC, §2.8. 4.5 Dimensionnement du renforcement en

flexion des éléments en béton précontraint suivant l’Eurocode 2

Les vérifications s’effectuent en suivant le même principe que celles détaillées ci-avant pour le béton armé, en prenant en compte la section

des armatures de précontrainte. Pour le calcul ELU, on a ainsi un pivot supplémentaire correspondant à la déformation admissible dans les armatures de précontrainte.

4.6 Dimensionnement du renforcement à l’effort tranchant des éléments en béton précontraint suivant l’Eurocode 2

Les vérifications s’effectuent suivant le même principe que celles détaillées ci-avant pour le béton armé, le calcul des armatures d’effort tranchant étant indépendant de la précontrainte. Il convient néanmoins de prendre en compte l’effort tranchant dû à la précontrainte dans la valeur de calcul . De plus, la vérification de la résistance des bielles doit tenir compte de la contrainte de compression du béton via le coefficient .

5. Fabrication - Contrôles Les contrôles des produits finis sont de la responsabilité des fournisseurs et doivent correspondre aux valeurs caractéristiques prises en compte dans les procédures de dimensionnement PAREXGROUP. PAREXGROUP signe avec ses fournisseurs une charte les engageant à procéder aux contrôles des produits fournis avant mise à disposition. Le stockage des produits est réalisé dans des locaux spécialement adaptés (propreté, température) et le stockage chez un distributeur n’est pas une pratique admise par PAREXGROUP, chaque opération étant identifiée et livrée par les soins de PAREXGROUP. Chaque fiche technique des produits mentionne de manière explicite les conditions de stockage de ces produits.

6. Travaux préparatoires Le bon fonctionnement d’une réparation ou d’un renforcement par le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX exige un support de bonne qualité. Les caractéristiques indiquées ci-après sont considérées comme minimales: • Cohésion superficielle après préparation du support : ≥ 1,5 Mpa (essai de traction directe) • Support sec et âgé de 28 jours au moins (siccité inférieure à 5%). Le maitre d’œuvre prendra soin de faire procéder aux tests nécessaires afin de déterminer l’état des ouvrages et la pertinence de la solution de réparation proposée. La réparation des dégradations superficielles du béton doit être traitée en se référant à la norme NF P 95-101 et NF EN 1504-3.

6.1 Préparation du support La préparation a pour objet d’éliminer toute trace superficielle d’huile, de graisse, de laitance, de produit de décoffrage et autres souillures, de toute partie hétérogène ou ne permettant pas de garantir une cohésion superficielle du support minimale de 1,5 MPa.

Les supports contaminés par la pénétration de chlorures, sulfates, graisses, etc, sont exclus. La préparation du support peut être réalisée par sablage, grenaillage, décapage au marteau à aiguilles, ponçage au disque diamanté,… Il appartient à l’entreprise de déterminer le moyen le plus adapté pour éliminer les éléments polluants ou pouvant nuire à l’adhérence du système (cohésion de surface du support ≥ 1,5 MPa). Pour le procédé Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX, les arêtes vives doivent être arrondies, jusqu’à un rayon de courbure d’au moins 35 mm, par exemple par ponçage au disque diamanté. Dans tous les cas, le support après préparation doit être soigneusement dépoussiéré par aspiration (matériel professionnel).

6.2 Planéité du support Après préparation la tolérance de planéité du support sera de 10 mm sous la règle de 2 m. Balèvres de coffrage et saillies ne doivent pas excéder 0,5 mm. Si ces conditions ne sont pas vérifiées, il faut procéder à des ragréages ponctuels à l’aide du mortier 720 LANKOREP EPOXY, de 405 LANKOFORM DW, 731 LANKOREP STRUCTURE ou de 735 LANKOREP RAPIDE (la cohésion de surface du support devant toujours être au minimum de 1,5 MPa, valeur mesurée sur l’ouvrage).

6.3 Réception du support Après préparation du support, il doit être procédé à sa réception. Elle doit comporter : Le contrôle de la planéité, La mesure de la cohésion superficielle par des essais de traction

directe,

Le relevé des fissures éventuelles. 6.4 Dispositions correctives Elles comprennent notamment : Les reprises de la planéité par ragréage au 720 LANKOREP EPOXY

pour rentrer dans les tolérances définies au paragraphe 6.2. L’injection des fissures d’ouverture supérieure à 0,3 mm avec le 737

LANKOREP FISSURES ou la résine 723 LANKOPOXY afin de recréer le monolithisme des éléments de structure et d’éviter toute discontinuité de la surface de collage.

7. Mise en œuvre

7.1 Préparation du tissu 30 / 31 CARBOTEX Découper soigneusement le tissu aux dimensions indiquées dans la note de calcul fournie par le Bureau d’Etudes. Le tissu, une fois découpé, doit être conservé soit à plat, soit enroulé mais en aucun cas plié afin d’éviter l’endommagement des fibres. D’une manière générale, le tissu qui va être mis en place sur site doit être stocké à l’abri de l’humidité et de la poussière.

7.2 Préparation de la résine 51 CARBOTEX Colle Homogénéiser chaque composant séparément dans son emballage. Verser la totalité du composant B dans le conditionnement du

composant A. Mélanger avec un agitateur mécanique muni d’une hélice pendant 3

minutes jusqu’à obtenir un mélange uniforme de couleur grise. La durée pratique d’utilisation (DPU) débute dès la fin du mélange des

deux composants. Elle est plus longue à basse température et se raccourcit à haute température.

Pour l’augmenter (en cas de température élevée), il est recommandé de diviser la colle une fois mélangée, en petites portions. Une autre méthode efficace consiste à stocker avant utilisation les 2 composants dans un endroit frais.

7.3 Application de la résine 51 CARBOTEX Colle et des tissus 30 CARBOTEX 300 et 31 CARBOTEX 580

Etape A : mise en place de la résine Sur le support béton préalablement préparé, appliquer à l’aide d’un rouleau ou d’une brosse la colle 51 CARBOTEX Colle à raison de 0,5 à 1 kg/m² suivant la rugosité du support.

Etape B : mise en place du tissu Placer le tissu sur la couche d’apprêt conformément au calepinage et au dimensionnement réalisés par le bureau d’étude. Noyer soigneusement le tissu dans la résine avec le rouleau de marouflage.

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8 3.3/17-911_V1

Répartir la résine avec ce rouleau jusqu’à l’obtention d’une structure homogène.

Etape C : superposition de couches de tissu Dans le cas d’application de couches supplémentaires de tissu (au maximum 2), appliquer à chaque fois une couche de résine à raison d’environ 0,4 kg/m². A 20 °C, cette opération doit être réalisée dans les 60 minutes suivant la pose de la couche précédente de tissu. Au-delà, respecter alors un temps d’attente d’au moins 12 heures avant de procéder à l’application d’une nouvelle couche de résine. Nota : en cas de température basse et/ou d’humidité relative élevée, la surface du composite peut devenir poisseuse. Avant de poursuivre, il faut éliminer ce film poisseux : laver la surface avec une éponge humide, rincer et laisser sécher. Reprendre l’exécution à l’étape B.

Etape D (éventuelle) : préparation avant finition Pour augmenter la rugosité nécessaire à l’adhérence d’un enduit de finition à base de ciment, il est recommandé d’appliquer une couche de résine d’environ 0,4 kg/m² sur la face vue du composite, puis de la saupoudrer à l’état frais, de sable de quartz propre et sec de granulométrie 0,1/0,6 mm.

8. Finition – Protection

8.1 Finition revêtement associés Les revêtements associés au système Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX peuvent être les suivants : Un mortier de finition et/ou de protection à base de ciment : Pour le système Tissu LANKOSTRUCTURE CARBOTEX, se reporter à l’étape D du paragraphe 7.3. Pour les deux systèmes, attendre le durcissement de la couche de résine sablée avant toute application du mortier. Dans le cas d’une exposition directe au rayonnement solaire (UV), il est recommandé de choisir un revêtement de couleur claire, par exemple : - 746 LANKOCOTE CM 662 BLANC ou - 750 LANKOCOTE CM 660 10/90 Le cas d’un revêtement de sol permettant la protection du système Tissu LANKOSTRUCTURE CARBOTEX n’est pas étudié dans le cadre du présent document.

8.2 Protection au feu La structure renforcée doit être justifiée selon les règles NF EN 1992-1-2.

9. Contrôle à la mise en œuvre

9.1 Suivi de l’autocontrôle Dès le début des travaux et tout au long du chantier, l’entreprise complète et tient à jour des fiches d’autocontrôle. Ces fiches reprennent l’ensemble des résultats des contrôles décrits ci-après. Elles doivent pouvoir être présentées à la demande du Bureau de Contrôle ou du Maître d’œuvre.

Un exemple de fiche d’autocontrôle figure en fin du présent document.

9.2 Contrôle du support

9.21 Contrôle de la cohésion superficielle Après préparation du support, procéder à une série d’essais de traction directe effectuée sur le support afin d’apprécier sa cohésion superficielle et de valider la méthode de préparation utilisée (voir paragraphe 6). Les valeurs mesurées au dynamomètre de traction directe ne doivent pas être inférieures à 1,5 MPa. Dans le cas contraire, l’entreprise doit informer immédiatement le Maître d’œuvre des valeurs mesurées.

9.22 Contrôle de la planéité Le support, sans décrochement ou saillie supérieur à 0,5 mm, doit respecter la condition de planimétrie suivante : 10 mm sous la règle de 2 m (voir paragraphe 6.3.)

10. Assistance technique PAREXGROUP apporte aux entreprises qui en font la demande son assistance à l’occasion de la mise en œuvre des produits et systèmes commercialisés par ses soins. En ce qui concerne spécifiquement les systèmes visés par le présent AT, une formation est délivrée sans laquelle une entreprise ne peut approvisionner les produits concernés par les systèmes de renforcement. Par ailleurs, les entreprises formées s’engagent (signature d’une charte bi latérale) à respecter les règles de mise en œuvre décrites dans le présent document, et les recommandations de l’AFGC. PAREXGROUP attache une grande importance au fait que le dimensionnement des renforts soient réalisés par une structure habilité et compétente (Bureau d’étude structure).

B. Résultats expérimentaux Rapport ENISE 2015 – Résine 51 CARBOTEX Colle - Propriétés

mécaniques en traction du composite CARBOTEX – ENISE Rapport ENISE 09/07/2015 - Propriétés mécaniques en traction du

composite CARBOTEX Rapport ENISE - Caractérisation de CARBOTEX – Essai cisaillement à

double recouvrement –27/10/2016

C. Références Il n’existe pas de références pour le procédé CARBOTEX. Auparavant, l’Avis Technique était couplé avec l’Avis Technique relatif au procédé CARBO et CARBOPUL (Lamelles), pour lequel il existe des références.

C1. Données environnementales1 Le procédé ne fait pas l’objet d’une Déclaration Environnementale (DE). Il ne peut donc revendiquer aucune performance environnementale particulière. Les données issues des DE ont notamment pour objet de servir au calcul des impacts environnementaux des ouvrages dans lesquels les produits (ou procédés) visés sont susceptibles d’être intégrés.

1 Non examiné par le Groupe Spécialisé dans le cadre de cet avis

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3.3/17-911_V1 9

Annexe 1 : Caractéristiques des composites Tissus LANKOSTRUCTURE CARBOTEX

Tableau A – Propriétés mécaniques des composites LANKOSTRUCTURE CARBOTEX

CARBOTEX

Epaisseur (mm) 0,6 (1 couche)

% volumique fibres 36

Tableau B - Propriétés de la résine 51 CARBOTEX Colle

51 CARBOTEX Colle

Température de service continu 25

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10 3.3/17-911_V1

Annexe 2 : VALEURS UTILISEES POUR LE DIMENSIONNEMENT Tableau A – Propriétés mécaniques des composites LANKOSTRUCTURE CARBOTEX

Propriétés mécaniques CARBOTEX

Résistance traction moyenne 465 MPa

Module traction moyen 39000 MPa

Résistance traction de calcul ELS 151 MPa

Résistance traction de calcul ELU , , 216 MPa

Déformation limite du composite ELS 0,4%

Déformation ultime de calcul 0,55%

Tableau B – Propriétés mécaniques des résines 51 CARBOTEX Colle

Propriétés 51 CARBOTEX COLLE

Température transition vitreuse 35 °C

Contrainte de cisaillement interlaminaire composite/composite moyen 1,5 MPa

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Annexe 3 : DIMENSIONNEMENT A L’EFFORT TRANCHANT SUIVANT LES REGLES DU BAEL DES SYSTEMES DE RENFORCEMENT COMPOSITES LANKOSTRUCTURE

CARBOTEX 3.1. Principe de dimensionnement : Le principe de calcul reprend les règles du BAEL et les recommandations de l’AFGC juin 2207 en considérant les hypothèses correspondantes au treillis de Ritter-Mörsch (couture des fissures à 45°) et en respectant des dispositions constructives portant sur les longueurs minimales d’ancrage des renforts composites, pour assurer la couture des fissures, fixées à 10 cm. Le calcul est conduit à l’ELU. Béton à l’ELU : diagramme des contraintes à l’ELU rectangulaire (méthode simplifiée) Résistance à la compression :

0,85

.0,851.1,5

,

Acier à l’ELU : diagramme élastoplastique Résistance à la traction :

1,15

3.2. Condition de renforcement : Le renforcement sera appliqué dans toutes les parties de poutre où l’effort tranchant sollicitant dépasse la capacité de résistance de la section de béton et d’acier. 3.3 Section de composite à appliquer : Le nombre de couches de tissus à appliquer sera déterminé en considérant l’épaisseur d’une couche égale à 0,6 mm (CARBOTEX). Le positionnement des renforts sera identique au positionnement des étriers métalliques (verticaux). 3.4 EFFORT A REPRENDRE PAR LE COMPOSITE : Le composite doit reprendre l’effort qui est la différence entre l’effort tranchant extérieur appliqué à la section et celui et repris par les sections de béton et d’acier existantes.

3.5 CONTRAINTE DE TRACTION REPRISE PAR LE COMPOSITE CARBOTEX : La contrainte de traction et le cisaillement de calcul du composite carbotex à l’ELU (BAEL) sont donnés dans le tableau ci-dessous.

Caractéristiques mécaniques CARBOTEX

Valeurs Caractéristiques

fabricants

Résistance traction moyenne , , 465 MPa

Module traction moyen , 39 000 MPa

Allongement à la rupture composite , , 1 %

Valeurs ELU

Résistance traction , , 216 MPa

Allongement rupture , , 0,55 %

Valeurs ELS

Résistance traction , 151 MPa

Allongement rupture 0,4 %

3.6 Section utile de composites : Il s’agit de déterminer la répartition des bandes de composites d’épaisseur sur les faces latérales de la poutre.

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12 3.3/17-911_V1

Figure : Renforcement à l’effort tranchant pour un fissure inclinée à 45° dans une poutre en T

Le principe du calcul est de se référer au treillis de Ritter-Morsch mais sur une section réduite de la poutre. La section de béton comprimé est réduite, pour que la résultante de l'effort de compression soit à une côte définie comme celle de l’extrémité du renfort en composite moins la longueur d’ancrage. On calcule la résistance apportée par le composite sur la section ainsi réduite.

La partie supérieure du composite, correspondant à la longueur d’ancrage , choisie lors du dimensionnement n’est pas prise en compte dans le renfort. La résistance à l’effort tranchant du composite est alors :

, 0,9 ,

Il n’est généralement pas possible d’ancrer le composite sur la longueur , , et ainsi la contrainte de traction dans le composite ne peut pas être égale à , .

Du choix de la valeur de , , va dépendre la valeur du coefficient minorant la contrainte de traction dans le composite transversal à , avec 2. .

largeur d’une bande de composite

est la longueur d’une bande de composites

Deux cas se présentent : A - si la poutre le permet, les bandes de composite entourent la poutre. Il n’y a pas de problèmes d’ancrage :

= 0 cm ; B - si la poutre se trouve sous une dalle, le composite est collé sur les deux faces latérales en continuité en passant sous la poutre. Il reste une contrainte d’ancrage aux extrémités supérieures des bandes proches de la dalle. Le composite intervient comme armature pour «recoudre» une fissure potentielle d’effort tranchant ;

, = longueur d’ancrage d’effort tranchant

Figure : Armatures complémentaires en composite vis-à-vis de l’effort tranchant

3.7 Vérification du cisaillement de glissement en flexion La contrainte de cisaillement de l’interface composite-béton est définie comme suit :

,, ;

Avec : la résistance caractéristique du support béton en traction déterminée par essais de pastillage

1 à l’ELU (fondamental et accidentel) ou 1,5 à l’ELS

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, =Contrainte moyenne de cisaillement de l’interface à la limite de la linéarité élastique = 2,1 MPa

= 0,4

coefficient de sécurité sur l’interface donné par le tableau ci-après.

ELS ELU

fondamental accidentel

Tissu 1,4 1,25 1

Il faudra vérifier que l’ancrage des composites est assuré à l’ELU.

: effort repris par le composite

: surface d’ancrage

,

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Annexe 4 : FICHE D’AUTOCONTRÔLE DE CHANTIER

FICHE D’AUTOCONTRÔLE DE CHANTIER Entreprise : ................................................................................ Date : ............................. Référence chantier : .................................................................................................................................................... Type de structure à renforcer : ................................................................................................................................................... Localisation de l’application (référence, plan, étage, …) .......................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................... Nom de la personne effectuant le relevé : ................................................................................................................................. PREPARATION DU SUPPORT Date : ............................. Méthode de préparation utilisée : ............................................................................................................................................... Respect de la planéité requise : Oui o Non o Mesure de la cohésion superficielle : Localisation : ..................................................................................... Valeurs en MPa ……………………………………………………………. Présence de fissures : Oui o Non o Si oui, localisation : ........................................................................... PRODUITS - 737 LANKOREP FISSURES N° de lot : ................................................... - 723 LANKOPOXY N° de lot : ……………………………………………….. - 720 LANKOREP EPOXY N° de lot : ........................................................ - 50 CARBOLAM Colle N° de lot : ............................................................... - 405 LANKOFORM DW N° de lot : ……………………………………………………….. - 532 UTAREP H 80 C N° de lot : ………………………………………………………… - 533 UTAREP H 80 FLU N° de lot ……………………………………………………… - 740 LANKOSCELFIX N° de lot : ………………………………………………………… - CARBOTEX N° de lot : .............................................Types de tissus :………………… - 51 CARBOTEX Colle N° de lot : ......................................................

Annulé le : 29/07/2020

3.3/17-911_V1 15

VERIFICATION A LA MISE EN OEUVRE - CONDITIONS CLIMATIQUES (variations extrêmes pour la journée) Mesure simultanée des 3 critères suivants : • Température ambiante : ................................................................................................................................................... • Taux d’humidité relative : ................................................................................................................................................. • Température du support : ................................................................................................................................................. - HUMIDITE DU SUPPORT • Valeur ou justification en l’absence de mesure : ............................................................................................................... VERIFICATIONS APRES MISE EN OEUVRE Vérification visuelle du collage : Oui o Non o Détection de la présence de vide : Oui o Non o Si oui, localisation : ......................................................... REMARQUES EVENTUELLES ................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................

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Annexe 5 : CONTRÔLE DU RISQUE DE CONDENSATION SUR LE SUPPORT

Pour contrôler le risque de condensation, il est possible d’utiliser soit le diagramme de Mollier ci-dessous soit d’utiliser un thermo hygromètre (mesurage de la température ambiante, de l’humidité relative, de la température du point de rosée) et un thermomètre de surface (mesurage de la température de la surface du support à renforcer). La température du support doit être supérieure à la température du point de rosée augmentée de 3 degrés.

Ce diagramme permet de contrôler le risque de condensation sur les supports. Il faut connaître trois paramètres : La température ambiante, L’humidité relative de l’air, La température du support. Un exemple est donné pour une température ambiante de 20 °C et une humidité relative de 70 % : Pointer la température ambiante (point a), Prendre la verticale jusqu’à couper la courbe correspondante à l’humidité relative (point b), Suivre l’horizontale jusqu’à couper la courbe humidité relative égale 100 % (point c), Lire la température à la verticale de ce dernier point (point d). Cette température est celle du support en dessous de laquelle il y a condensation. La température du support doit donc être supérieure à cette dernière valeur augmentée de 3 degrés. Exemple : pour une température ambiante de 20 °C et une humidité relative HR de 70 %, la température du support doit être supérieure à 17 °C (soit 14 °C + 3 °C).

Annulé le : 29/07/2020