Présentation

Article

1 - LES MATÉRIAUX COMPOSITES

2 - LES FIBRES DE CARBONE COMPARÉES AUX AUTRES FIBRES ET AUX ACIERS

3 - SEMI-PRODUITS DE RENFORCEMENT : OBTENTION ET UTILISATIONS

  • 3.1 - Fibres sèches
  • 3.2 - Tissus secs
  • 3.3 - Tissus préimprégnés
  • 3.4 - Produits pultrudés

4 - LES COMPOSITES DANS LA CONSTRUCTION

  • 4.1 - Principales raisons de leur implantation
  • 4.2 - Intérêt des fibres de carbone dans le bâtiment et les travaux publics

5 - UTILISATION DES FIBRES DE CARBONE DANS LA RÉHABILITATION

6 - UTILISATIONS INDUSTRIELLES DES COMPOSITES À BASE DE FIBRES DE CARBONE

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AM5620 v1

Utilisation des fibres de carbone dans la réhabilitation
Composites à fibres de carbone dans le génie civil

Auteur(s) : Jean LUYCKX

Date de publication : 10 janv. 1999

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Auteur(s)

  • Jean LUYCKX : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers (chimie industrielle) - Détaché par Elf-Atochem à la direction technique de la société Soficar en charge des qualifications aéronautiques et de développement

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INTRODUCTION

Cet article est axé sur les usages structuraux des composites à base de fibres de carbone.

Nous omettons les usages liés à la décoration ainsi que les fibres courtes, bien que le béton renforcé de 1 à 4 % de fibres de carbone courtes soit connu depuis 1970. Les applications industrielles de ce béton semblent limitées à l’utilisation de fibres à bas prix et de caractéristiques mécaniques moindres. La charge de fibres de carbone permet de fabriquer des panneaux, posés à l’extérieur des bâtiments, en béton allégé relativement résistant aux intempéries. La première application de ces panneaux est le recouvrement du dôme d’Al Shaheed, à Bagdad, en Irak, en 1982. Depuis cette date, les applications sont restreintes à l’utilisation de fibres de brai (pitch) et à d’autres fibres textiles comme le polyéthylène ou le polypropylène.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am5620


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5. Utilisation des fibres de carbone dans la réhabilitation

5.1 Remplacement des tôles métalliques par des fibres de carbone

Dans le domaine du génie civil, une phase de consolidation a succédé à la période 1950-1980. La construction en masse d’ouvrages d’art, de grands immeubles et d’installations industrielles, a laissé place à des opérations de maintenance qui, souvent, se traduisent par la nécessité de renforcement des structures. Qu’il s’agisse de réparations à la suite de désordres ou de simple mise en conformité avec des codes de plus en plus exigeants, nombreux sont les exemples de telles opérations.

Jusqu’à présent, parmi les types de renforcements utilisés, le collage extérieur de plaques métalliques, selon le procédé L’Hermite est l’un des plus répandus dans le monde en raison des avantages qu’il présente  :

  • il n’exige que des interventions mineures sur la structure ;

  • il est d’un emploi souple ;

  • les renforts sont peu encombrants.

Toutefois, le collage de tôles métalliques présente aussi quelques difficultés :

  • sensibilité de l’acier à l’oxydation (il demande donc une protection et un entretien soigné) ;

  • impossibilité de mobilisation de toute la résistance en traction des tôles, même sous faible épaisseur (sollicitation le long d’une face) ;

  • nécessité d’une préparation spécifique de la surface à traiter (la raideur des tôles nécessite une surface parfaitement plane pour assurer l’uniformité de l’épaisseur de l’adhésif) ;

  • nécessité d’un collage sous pression (vérins), pour assurer une adhésion suffisante et éviter les bulles d’air dans la couche de résine de collage ;

  • impossibilité de généraliser cette technique à des surfaces importantes (masses manipulées trop importantes), ce qui limite d’autant les possibilités de réparation.

Pour améliorer la technique du collage et éviter une partie des problèmes évoqués plus haut, en France, Freyssinet International a amélioré le procédé, en 1977, en perforant les tôles collées (figure 1).

Ces difficultés, ajoutées aux besoins de renforcements de bâtiments dans certaines...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - REYNES (M.) -   Les composites.  -  Presses Universitaires de France, Que sais-je ?

  • (2) -   *  -  FRP International, vol. V, issue 1, p. 4-5, Hiver 1997.

  • (3) - BESSIÈRE (J.F.) -   La potentialité des matériaux composites de synthèse dans l'architecture.  -  École d'architecture de Paris Belleville, mémoire de fin d'études (1996).

  • (4) - L'HERMITE (R.) -   L'application des colles et résines dans la construction.  -  Ann. ITBTP, série Béton et béton armé, no 239, nov. 1967.

  • (5) - L'HERMITE (R.), BRESSON (J.) -   Béton armé d'armatures collées.  -  Colloque RILEM, Paris, p. 175-203, 4-6 sept. 1967.

  • (6) - THEILLOUT (J.N.) -   Le renforcement des structures par la technique des tôles collées : étude de fonctionnement.  -  ...

1 À lire également dans nos bases

LUYCKX (J.) - Fibres de carbone. - [A 2 210_02_1994] Archives matériaux (1994).

GUILLON (D.) - Fibres de verre de renforcement. - [A 2 110] Traité Matériaux fonctionnels (1995).

PINZELLI (R.) - Fibres aramides pour matériaux composites. - [A 3 985_02_1995] Archives matériaux (1995).

BERBAIN (F.) - CHEVALIER (A.) - Mise en œuvre des composites – Méthodes et matériels. - [A 3 720] Traité Plastiques et Composites (1997).

BERTHEREAU (A.) - DALLIES (E.) - Fibres de verre de renforcement. - [AM 5 132] Traité Plastiques et Composites (2008).

CARAMARO (L.) - Fibres et fils à usage technique. - [AM 5 118] Traité Plastiques et Composites (2005).

CHATAIN (M.) - Matériaux composites : présentation générale. - [AM 5 000] Traité Plastiques et Composites (2001).

HAMELIN (P.) - Renforcement des ouvrages d'art par matériaux composites. - [AM 5 615] Traité Plastiques et Composites (2002).

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